化工和炼油装置，经常需要打开管道和设备开展维护或维修，例如添加/更换管件，或修改管道走向。而管道内可能含有危险物料，例如易燃烃类、有毒化学品或受热易分解的化学品。安全操作规程中通常会要求清除危险物料或将危险物料与管道和设备机械隔离 (例如在阀门处设置盲板)。

在所有涉及管道或设备的作业活动中，必须确保完全清除危险物料。此外，还应为非常规作业建立程序或制度。

过氧化物爆炸和闪火案例回顾

2004年1月，美国化学品安全与危险调查委员会（CSB）对发生在美国德克萨斯州内奇港的亨斯迈石化公司的一起爆炸、起火事故进行了调查。事故发生时，作业人员正在对需要开管和动火作业(即切割和焊接)的管道进行蒸汽吹扫，过氧化物/醇的混合物被加热到了热分解温度以上，而且混合物被限制在一个900英尺长( 274.32 m)、管径6英寸（DN150)的工艺管道的低点，结果发生爆炸和火灾，导致两人严重受伤。

工厂人员错误地认为蒸汽吹扫之前的氮气吹扫已经从管道中除去了所有液体。然而，未知量的热反应性过氧化物/醇混合物残留在了管道中的不明低点。当蒸汽加热残留的过氧化物时，迅速放热分解并导致管道超压破裂(图1 )，然后放空系统的可燃气也被引燃，导致闪火，两名员工烧伤、附近的设备严重损坏(图2 )，最后依靠自动喷水系统和消防队扑灭了大火。

图1 火灾造成的管道/阀门破裂 图2 地板支柱和管道缠绕在上部损坏的电气管道中

事故原因

亨斯迈的操作和维修程序强调了不完全去除管道和设备中的毒性、易燃或受热易分解的化学品的风险。

正常启动程序需要使用氮气吹扫从管道中清除过氧化物/醇，工厂人员也知悉过氧化物残留在封闭管道系统中的危险。但是，单纯用氮气吹扫程序并不能有效地从管道中除去所有危险混合物。对管道进行动火作业前应采取的措施（相关程序的规定）包括： 打开管路前需要进行氮气吹扫，类似于正常的管路清理过程，目的是在进行蒸汽吹扫前从管线中清除所有易燃物品。这也是在任何管道或设备上进行动火作业的先决条件。管道中包含一个长近300英尺（91.44 m）的低点段(图3 )，其体积超过350加仑（约1.325 m?）。管道铺设在高出地面20多英尺（约6.1 m）的架空管廊上，遮蔽了又长又浅的低点管段(图4 )。作业人员并不了解以下内容：即操作程序中规定的氮气吹扫程序无法移除低点的所有过氧化物/醇混合物，为管道动火作业做准备还需要额外的氮气吹扫作为预防措施。

图3 管道段上未使用的低点导淋

图4 拥挤的架空管廊上的管道和电气管路

（1）管线走向核实不充分：在蒸汽吹扫前，管路中的液体本来可以安全地去除，如图3所示，管段两端均设有低点放净阀。如果在变更管理( MOC )程序中规定：拆除整个过氧化物/醇输送管前，需要对竣工图进行全面的审查，可能就识别出了管路中的低点陷阱。尽管在管道轴测图上显示低点管段有两个可用的放净阀，但是低点被分割成两张图 (图3 )，这样就难以识别出来。此外，管路修改仅涉及到了其中一张轴侧图。正如大部分化工厂一样，很多管路都会布置在架空管廊上（图4），很有可能会有一些地点会被忽略，除非管道铺设重点关注低点和放净阀。

（2）热敏性化学品的不安全加热：对管道中的过氧化物/醇进行通用的蒸汽吹扫程序，却造成了意想不到的危险。由于蒸汽温度明显高于过氧化物的分解温度。高温蒸汽在管道中停留了近1.5小时，最终压力升高导致阀门垫片失效并释放出易燃蒸气。与此同时，泄漏阀上游的管道破裂，释放额外的易燃液体和蒸气，进一步导致火势蔓延，而压力冲击波也造成了该区域设备的损坏。

（3）程序修订的危害审查不充分：复杂的管道和设备布置通常会包含低点并易残留危险物料，用水或其它合适的液体冲洗管道可以有效地去除这些危险物料，但会产生大量废液。此外，残留在低点或设备中的液体也会导致不安全因素或管道退化。为了减少废物量，亨斯迈修订了程序：用惰性气体吹扫代替水冲洗。然而，用蒸汽或惰性气体吹扫不一定能去除残留的液体。

修订的程序:

? 未能描述识别管道低点的重要性。

? 未要求使用低点放净阀清除危险液体。

正确识别并使用放净阀能够确保完全清除危险液体，修订后的惰性气体吹扫程序用于含有受热不稳定液体的工艺管道时，并未充分考虑到进行蒸汽吹扫时液体仍然存在于管道内的危险。在执行管道热工作业前（包括动火作业），用高温蒸汽清除易燃气体可能导致受热不稳定的液体剧烈分解，正如这次事故中的过氧化物/醇混合物那样。

经验教训（管道和设备非常规的开启作业）： 打开化工管道或设备非常危险，不能作为常规作业来对待。对于涉及危化品的工厂需要做到以下几点：

? 对所有需隔离设备的管道、管件进行排查，如有必要更新竣工图。

? 使用竣工图识别出受影响管道的全部分支管连接、隔离阀门、低点放净阀及高点放空。

? 准备一份专门用于清除、冲洗和吹扫系统中危险物料的书面程序，需考虑工作结束，系统中有残余冲洗液体的后果。

特定的单元操作程序：应采用特定的单元操作程序来确保非常规作业的安全，如蒸汽吹扫处理受热不稳定性流体的管道，措施应包括：

? 审查针对特定单元操作程序危险的计划步骤。

? 根据需要更新特定单元操作程序，以突出具体作业活动的特征，尤其涉及到变更时。

? 如果变更包括使用通用的安全程序，应清楚标明适用的约束条件(例如，专门的附加检查步骤以确认所有的能量来源均已去除，包括热敏性化学品)。

参考文献：

1. 美国化学品安全与危害调查委员会( USCSB )，2002年。危害调查、改进、反应危害管理，报告号：2001-01-H，2002年12月。
2. 美国化学品安全与危害调查委员会 USCSB )，2002年。调查报告，钢铁生产事故，伯利恒钢铁公司，印第安纳州，报告号：2001- 02- I - IN，2002年1月。
3. 美国化学品安全与危害调查委员会( USCSB )，2002年。调查报告，热分解事件，英国石油阿莫科聚合物公司，奥古斯塔，佐治亚州，报告号：2001- 03 - I - GA，2002年6月。
4. 美国化学品安全与危害调查委员会( USCSB )，2001年。调查报告，炼油厂火灾事故，雅芳炼油厂，马丁内斯，加利福尼亚州，报告号：99- 014- I-CA，2001年3月。