CSB调查美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故案例
CSB经典案例分析-埃克森美孚石油公司baton rouge炼油厂异丁烷泄漏和火灾事故
CSB经典案例分析—埃克森美孚石油公司Baton Rouge炼油厂异丁烷泄漏和火灾事故唐彬天津市居安企业管理咨询有限公司中国石油和化学工业协会培训中心关键词:炼油厂、异丁烷、泄漏、火灾、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会（CSB）对美埃克森美孚石油公司Baton Rouge炼油厂异丁烷泄漏和火灾事故的调查，详细梳理操作人员拆除旋塞阀齿轮箱过程中造成异丁烷泄漏和火灾的背景、过程及后果，并从技术和管理角度综合分析、总结导致事故的各方面原因，并分享CSB调查组针对此次事故提出的改善建议和措施。
1. 事故简介2016年11月22日，位于美国路易斯安那州Baton Rouge的埃克森美孚石油公司炼油厂（简称“Baton Rouge炼油厂”）内，硫酸烷基化装置（使用硫酸作为催化剂，把异丁烷和烯烃转化成汽油）发生一起异丁烷泄漏和火灾事故，造成4名工作人员严重受伤。
事故发生时，操作人员正在从一个旋塞阀上拆除出现故障的齿轮箱，他卸掉了阀门承压部件（称作“顶盖”）上的关键螺栓，当他试图使用管钳拧开旋塞阀时，阀门突然脱离，导致异丁烷泄漏，形成可燃气云。
异丁烷泄漏后不到30s，可燃气云遇到点火源引发火灾，导致没能及时撤离的4名工作人员严重烧伤。
图1：事故现场图2. 异丁烷泄漏和火灾事故发生过程2016年11月22日下午，Baton Rouge炼油厂硫酸烷基化装置的2名操作人员正在准备对异丁烷设备进行维护作业。
作为准备工作的一部分，操作人员需要调整阀门状态，启动备用的异丁烷输送泵，如图2所示。
为了启用备用泵，操作人员需要打开备用泵上游的入口旋塞阀。
Baton Rouge炼油厂硫酸烷基化装置中使用了很多这种类型的直角回转式旋塞阀，包括异丁烷输送泵的入口阀。
图2：烷基化装置异丁烷泄漏位置流程简图这种旋塞阀不经常使用，通常手动操作，操作人员需要转动连接齿轮箱的手轮打开或者关闭阀门，如图3所示。
巴顿溶剂公司静电火花引爆可燃液体储罐事故
巴顿溶剂公司静电火花引爆可燃液体储罐事故美国化学安全与危险调查委员会（CSB ）1 简介2007 年7月17 日9 时左右，位于美国堪萨斯州山谷中心的巴顿溶剂公司威奇托工厂发生了爆炸和火灾事故。
11 名当地居民和1 名消防队员接受了医学治疗。
这次事故导致大约山谷中心6 000 名居民撤离，摧毁了1 个储罐区并且极大地影响了巴顿溶剂公司的经营业务。
美国化学安全和危险调查委员会（CSB ）的调查结论是：最初的爆炸发生在一个装有清漆和涂料制造公司（VM&P ）石脑油的立式地面储罐内。
石脑油是美国防火协会（NFPA ）的一类B 级可燃液体，它能够在储罐内部产生可点燃的蒸气—空气混合物，并且因为它的低导电性，能够积累起达到危险程度的静电等级。
CSB 发布这个案例研究是帮助公司了解能够在储罐内部形成可点燃的蒸气—空气混合物、且具有静电荷积累性质的可燃液体的危险性。
另外，CSB 要促使公司采取额外的预防措施防止类似巴顿溶剂公司威奇托工厂的爆炸和火灾事故的发生。
这个案例研究也检查了行业的物料安全数据单（MSDS ）的危险交流方法，并且提出了建议以确保MSDS 能够识别这些危险和概述相应的预防措施。
2 事故描述最初的爆炸发生在罐区班长开始将装有VM&P 石脑油油槽车的最后一节油车向15000加仑（1美制加仑=0.003785411784立方米，约57 m 3 ）地上储罐进行转输作业后不久，见图1 所示。
图1 VM&P石脑油罐和浮子爆炸将VM&P 石脑油储罐冲上了天，石脑油储罐拖着燃烧液体的烟云和火焰的尾巴，最终落在了距离原址大约约130英尺（40m）远的地方。
目击证人从几英里远的地方都听到了爆炸声并看见了火球。
不久两个油罐发生了破裂，罐内的油品泄漏到罐群周围的溢流堰范围之内的、正在燃烧的大火之中。
在大火燃烧期间，其它油罐的油品出现了过压或者被点燃，将直径10 - 12英尺（3.0~3.7 m）的钢制罐顶崩了出去，排气阀门、管件和钢制部件离开了原来的位置，飞到了附近的社区。
CSB经典案例分析-Delaware炼油厂工艺设备维护作业准备过程中闪火事故
CSB经典案例分析—Delaware炼油厂工艺设备维护作业准备过程中闪火事故唐彬 1 天津市居安企业管理咨询有限公司何琛2 上海于睿商务咨询有限公司关键词:炼油厂、设备维护、闪火、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会（CSB）对Delaware炼油厂工艺设备维护作业准备过程中发生的闪火事故的调查，梳理闪火事故发生过程，并从技术和管理角度综合分析、总结Delaware炼油厂工艺设备维护作业准备过程中闪火事故发生的原因和机理，并分享CSB调查组对此次事故的总结与启示。
1. 事故简介2015年11月29日，周日，Delaware炼化公司的硫酸烷基化装置处发生闪火，一名操作人员面部和颈部二级烧伤，手腕处三级烧伤。
事故发生时，操作人员正在进行设备维护作业的准备工作，排除和倒空一个位于两个隔离点之间的储罐。
一个单独的切断阀将已净化的储罐与带压、带料的脱丙烷塔（内含烃类化合物）隔离开，操作人员不知道该切断阀在关闭位置发生了泄漏，导致可燃物料从脱丙烷塔发生了回流。
当操作人员打开储罐排凝阀，试图排空储罐内的冷凝水（操作人员误以为只是冷凝水）时，脱丙烷塔内的烃类化合物泄漏进入污水系统，并被点燃，发生闪火。
2. 烷基化装置工艺流程简介炼油厂烷基化装置的工艺原理是，在酸性催化剂（磺酸或者氢氟酸）的作用下，低分子量的碳氢化合物（主要是丙烯和丁烯）与异丁烷反应，转变成更大分子量的具有高辛烷值的侧链烷烃。
Delaware炼油厂烷基化装置接收来自焦化装置和催化裂解装置的丁烯物料，包括2套烷基化反应器区域，每套均有2台平行运行的反应器。
运行温度越低时，反应生成的烷基化物质量越高。
丙烷和多余的异丁烷循环经过反应器，冷却反应过程，然后冷凝，并被输送回烷基化反应器。
少量的丙烷和多余的异丁烷循环物料进入脱丙烷塔，脱丙烷塔通过除去多余的丙烷以维持装置内最佳的丙烷浓度。
在进入脱丙烷塔之前，烷基化反应器丙烷物料通过碱洗系统除去微量的二氧化硫，以降低对设备和管线造成的腐蚀风险。
2015年托伦斯炼油厂静电除尘器爆炸事件
• 操作人员将进入反应器提升管的
蒸汽流量提升至15876KG/H，但是 已经太晚了。
4. 静电除尘器爆炸事故分析 4.1 缺少安全停车程序和可验证的操作参数
• 埃克森美孚公司没有采用直接操作参数监测关键安全屏障的实际状态
安全停车模式下的保护层 处于关闭状态的待生催化剂滑 阀上部积聚的催化剂
4.4 蒸汽屏障失效
• 2015年2月18日上午，打开的膨胀节法兰出现
蒸汽泄漏，埃克森美孚公司管理层指示中控 人员降低蒸汽流量，试图减少膨胀节出口法 兰处泄漏的蒸汽量，以使维保人员能够安全 地安装盲板。
• 中控人员把蒸汽流量降低至约3402KG/H，符
合2012“偏离方案”的要求（最小蒸汽流量为 907KG/H），但是此时反应器压力已低于分馏 塔压力，降低的反应器压力已不能阻止分馏 塔油气进入反应器，油气随后进入再生器和 燃料气系统。
4.5 换热器管程泄漏
• 事故当天，在提升管蒸汽流量降
低至3402KG/H的情况下，分馏塔 压力高于正常操作压力，造成油 气进入反应器。此次事故中，分 馏塔操作压力约0.06MPA，约是 2012年安全停车时分馏塔压力的 两倍。 器（经过长时间运转）发生石脑 油泄漏并进入油浆中，高温油浆 使挥发性高的石脑油蒸发，造成 分馏塔压力升高，如图所示。
粗糙的催化剂连续流过部分打开的 阀门时，会对阀门的阀盘和密封面 造成侵蚀。
如图所示。经过长达6年的运行，被 侵蚀面积达到约103CM2，为催化剂 通过阀门泄漏提供了通道（即使当 阀门处于完全关闭位置时）。
事故当天，阀门侵蚀导致的密封失 效，导致处于关闭状态的待生催化 剂滑阀没有建立必要的催化剂屏障。
• 上午，埃克森美孚公司维保人员
准备接近打开的法兰安装盲板， 但是，由于当时蒸汽正从打开的 法兰处泄漏出来，考虑到安全问 题，他们没有安装盲板，如图所 示。
CSB经典案例分析-美国威廉姆斯公司烯烃装置重沸器破裂导致火灾爆炸事故(2016-12期)02
CSB 经典案例分析 —美国威廉姆斯公司烯烃装置重沸器破裂导致火 灾爆炸事故唐彬 1 天津市居安企业管理咨询有限公司 何琛 2 上海于睿商务咨询有限公司1. 事故摘要2013年 6月13日，威廉姆斯公司烯烃装置的车间经理在与操作人员、维保人员进行每日例行 早会时，了解到丙烯精馏塔重沸器 A的骤冷水流量在过去的一天内缓慢下降。
通过分析泵和 热交换器的流量等数据，他们注意到整体的骤冷水循环率似乎 受到了 影响。
一位比较有经验 的 生产监督对 骤冷水 系统 进行 现场检查评估， 认为运 行中 的重沸器 A（ EA-425A）被污染可 能就是问题所 在，需要启用备用 重沸器B （ EA-425B ）以修正 骤冷水流量。
生产监督尝试 与 生产经理 见面讨论转换重沸器的问题 ，由于生产经理不在，生产监督决定返回现场继续观察 骤冷水系统运行情况。
CSB 调查组判断， 生产监督在早上 8:33时 很可能打开 了离线备用的重沸器B 上 的骤冷水 阀门， 造成骤冷水流量迅速增加，约 3min之后，重沸器B发生 爆裂，如图1所示。
丙烷和丙烯等物料 从破裂的重沸器B 和丙烯精馏塔破裂管线中喷射出来， 形成 大量 可燃蒸气并 被点燃， 引发巨 大 火 球， 如图 2所示。
爆炸造成 一名 正在丙烯精馏塔 附近区域工作的操作人员 当场 死亡， 生 产监督因严重 烧伤 于 第二 天死亡， 还有 167名威廉姆斯公司员工 和承包商 受伤 。
威廉姆斯公 司报告称 事故 共造成超 过13.6t的 可 燃碳氢化合物 泄漏 ，大 火持 续了 约3.5小 时。
装置 停工 18 个月，于2015年 1月重新投产。
1图1：事故后重沸器B破裂照片图2：火灾爆炸现场照片22. 事故背景2.1 企业概况威廉姆斯公司成 立于1908年，总部 位于美国俄克拉荷马州 塔尔萨，是 一家能源基础设施公司， 业务涵盖遍及北 美的天 然气、 液化天 然气管线和处 理设施 。
CSB经典案例分析(4月期)—Bethlehem钢铁公司生产事故
1.事故简介2001年2月2日，位于美国印第安纳州Chesterton的Bethlehem钢铁公司Burns Harbor分厂内，作业人员正在尝试从焦炉煤气（CokeOven Gas，COG）管线上拆除一个盲板和一个破裂的阀门时，发生可燃液体泄漏并被点燃，导致4M轧板机车间的熔炉区域发生大火，事故造成1名Bethlehem钢铁公司技术工人和1名Onyx工业服务公司（真空槽车承包商）监督人员死亡，另有1名技术工人重伤，3名技术工人轻伤。
2.焦炉煤气在缺氧环境中把煤加热至高温（约1200℃）进行碳化生产焦炭。
炼焦过程中生成的挥发性物料和气体经蒸发除掉，剩下固态焦炭。
BurnsHarbor 分厂的煤化工装置除去焦炉煤气原料中的杂质，生成工厂使用的燃料。
焦炉煤气的总流量大约是 2.3 106m3/天，工厂内气体用户包括发电站和高炉。
40%的焦炉煤气用于加热炼焦炉装置，剩下的60%气体用于工厂的其他装置，没有被装置消耗而剩余的气体通过火炬塔燃烧处理。
煤化工装置不能除去焦炉煤气中携带的全部冷凝物。
焦炉煤气进入分配系统管线时的温度为29℃~43℃，随着管线中气体温度逐渐冷却，蒸汽不断凝结液化，生成的液体被带到焦炉煤气系统下游的一系列间隔的排凝点（如图1所示），收集进入储罐进行循环使用和处理。
图1：正常操作情况下冷凝物排放示意图根据Bethlehem钢铁公司提供的焦炉煤气安全技术说明书，其主要组分是甲烷气体，占43%~53%，还有一些微量组分，例如丁烯（＜0.8%）、甲苯（＜0.5%）和二甲苯（＜0.3%）。
根据BurnsHarbor分厂提供的焦炉煤气冷凝液安全技术说明书，焦炉煤气冷凝液比重为1，沸点为100℃，该数据表明通常情况下焦炉煤气冷凝液主要成分是水。
3.事故发生过程3.1 事故发生前（1）熔炉停运和拆除#4间歇式熔炉于1992年关停，当时还关闭了一个25cm隔离闸阀，以防止焦炉煤气物料进入熔炉，因此，在该阀门上部的直径为25cm的管线上形成了一段长度约7.6m的垂直盲管段，与焦炉煤气分配管系相连通，如图2所示。
CSB典型事故案例分析—美国德州理工大学实验室爆炸事故给我们的启示
CSB典型事故案例分析—美国德州理工大学实验室爆炸事故给我们的启示2016-06-29老唐过程安全管理CSB典型事故案例分析—美国德州理工大学实验室爆炸事故给我们的启示关键词实验室、爆炸、安全管理、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会对美国德州理工大学实验室爆炸事故的分析，结合国内高校及工厂实验室情况，从实验室危害辨识、风险分析、实验室安全管理、实验室应急管理方面存在的不足，并提出改进措施。
1. 介绍相对于工业领域的安全生产事故，高校、工厂实验室的安全事故往往不容易得到人们的关注，然而实验室向来被认为是校园中的危险区域，常被比喻为炸药库、生化武器库、毒药间等，稍有不慎将会造成生命财产的重大损失。
本文根据美国化学品安全与危害调查委员会(CSB-Chemical Safety Board)对美国德州理工大学实验室爆炸事故的调查研究，结合国内高校、工厂实验室情况，从实验室危害辨识及风险分析、实验室安全管理、实验室应急管理方面存在的不足，并提出改进措施，希望藉此提高高校、工厂实验室安全，避免事故的再次发生。
2.2010年1月7日，美国德克萨斯州理工大学化学与生物化学系实验室发生了爆炸，爆炸导致1名毕业生失去了3根手指，手和脸部被烧伤，一只眼睛被化学物质烧伤。
美国德州理工大学有11个院系，在校人数超过31500人，其中化学与生物系有140名毕业生和研究生，225名在读学生，26名教师和19名职员。
美国德州理工大学化学与生物化学系1名5年级学生与1名1年级学生进行合成高氯酸肼镍衍生物(NPH)课题实验，通常为了表征新合成的高氯酸肼镍衍生物(NPH)物质活性需要进行示差扫描热量分析、落锤冲击性、热重分析等试验，而每次合成实验得到的反应物一般在50-300mg，为了避免多次合成，两名学生在没有咨询首席研究员的情况下，擅自放大合成实验规模，一次性得到了10gNPH。
在实验过程中，两名学生发现少量的NPH与水和乙烷作用下，不会发生燃烧和爆炸反应，因此他们基于经验判断，更大量的NPH的危害性与少量的NPH是一样的。
美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故给我们的启示
美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故给我们的启示美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故给我们的启示期号：TS116 2016-05-05关键词静电、静电防护、静电接地、火灾、爆炸、美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)摘要本文结合美国化学品安全与危害调查委员会对美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故的分析，从静电的产生、静电防护方面深刻分析产生事故发生的原因，并提出改进措施。
1. 介绍静电火灾在日常生产和生活中是一种比较常见的现象，特别是在化工生产领域，由静电引起的火灾和爆炸事故时有发生，究其原因都是没能正确防护静电所致，由于缺乏对静电火灾致灾机理的正确认识，致使静电防护中的一些措施流于形式，因而不能正确进行静电防护，这在实际生产和生活中不但不能达到防护的目的，还可能适得其反，以致在某些地方成为安全生产的头等杀手。
本文根据美国化学品安全与危害调查委员会(CSB-Chemical Safety Board)对美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故的调查研究，从静电的产生、静电的危害、静电的防护措施等方面进行分析，希望藉此提高防静电防护，避免静电带来的事故。
2. 美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故经过2007年7月17日，美国堪萨斯州威奇托市的巴顿溶剂厂发生了火灾和爆炸，并引发了大火，事故造成11名当地居民和1名消防员接受治疗，周边约6000名居民疏散，大火摧毁了整个油库，巴顿溶剂厂停产并受重创。
CSB对这起事故进行了调查，认为最初的爆炸发生在一个装有石脑油（(VM&P)）的立式储罐中。
石脑油是美国国家消防协会（NFPA）的IB级可燃液体，它能够在储罐内部产生易燃的蒸汽-空气混合物，并且因为它的低导电性能够把静电荷积聚到危险程度。
2. 1 美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故经过在罐区主管决定开始把石脑油从油罐车转料至57m3的立式石脑油储罐后不久就发生了第一次爆炸，石脑油储罐的简图见图 1所示。
图1：石脑油储罐简图爆炸将石脑油（VM&P）罐炸到空中，石脑油储罐带着由燃烧的液体产生的浓烟和火焰，最终落在了约40m 开外的地方。
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CSB调查美国巴顿溶剂公司静电火灾爆炸事故案例
2007年7月17日，美国堪萨斯州巴顿溶剂厂发生了爆炸，并引发了大火，大火摧毁了整个油库，火灾中有40多个规格为3000 到20000 加仑的储油罐被点燃，事故造成11名居民和消防员接受治疗。
巴顿溶剂厂停产。
这是一起在由油罐车向储油罐卸油过程中发生的爆炸事故。
事前一辆装满石脑油的油罐车驶入油罐区，石脑油属非导电性液体，产生静电不易消散。
在由油罐车向油罐卸放石脑油之前，首先将油罐车接地。
之后，开始卸油，这是准备装入石脑油的储油罐。
这是储油罐的金属浮动液位计，卸油开始，打开油罐车阀门，石脑油经过管线、泵进入储油罐中，油罐内的金属浮子随着油位的升高而浮动，在液位计浮动的过程中，浮子与钢尺之间会形成缝隙，这个连接点能够产生轻微的分离。
在从油罐车向油罐卸油过程中，油罐发生了爆炸事故。
爆炸将储油罐罐顶抛向空中，炸飞130
英尺远，片刻又破坏两个储油罐，导致这两个罐中成分泄漏。
随着火势蔓延，附近储罐中的成分被释放和点燃，一些碎片四溅并击中一个移动房屋和临近的商店。
事故造成6000居民被疏散。
爆炸产生的浓烟飘散到空中超过200英尺，数公里外都能看到。
(美国化学安全调查委员会)调查发现这起事故的发生与储油罐中的金属浮动液位计有关。
据分析：这起事故的发生是由于静电火花引起的，静电的产生主要是由于石脑油在经过管线、泵时产生静电，同时油品在从油罐车中用泵抽取液体到储罐内过程中由于有空气进入，产生泡沫和紊流，加剧了油品静电的产生。
处于储油罐油面上方的金属浮动液位计，正常情况下应是接地的，此时虽然油品带电，但金属液位计不会带电，但随着液位计移动，液位计的浮子与钢尺之间会形成缝隙，这个连接点能够产生轻微的分离、从而使金属浮子处于绝缘状态，产生静电积聚，使带电的金属浮子与接地的钢尺发生静电放电引燃了储罐内达到爆炸极限的油气蒸气。
因此这起事故的发生是由于两个金属部分间，浮子与钢尺的静电火花点燃爆炸性混合物引起的。
CSB(美国化学安全调查委员会)给OSHA(美国职业安全与健康管理局)和其他单位提出了非导电可燃液体的MSDS(物质安全数据表)中必备信息的要求。
CSB也建议主要的6个石油和化工公司及他们的成员提高可燃液体MSDS (物质安全数据表)中因易产生静电的告诫事项。
建议处理该类液体应采取的安全措施：
1.从厂家获取更多从MSDS中获取不到的详细技术信息;
2.用惰性气体清除储罐中氧气;
3.在液体中添加抗静电剂;
4.缓慢输送液体;
5.检验储罐浮动液位计是否有效跨接。
附：事故原因分析图。