四氟乙烯计量罐爆炸事故分析.doc

四氟乙烯计量罐爆炸事故分析 2006 年 2月 8 日上午,某厂聚四氟乙烯车间聚合间内的四氟乙烯单体计量罐突然发生爆炸, 爆炸使聚合间屋顶及地面整体破坏,东、西、北 3 面墙体倾倒, 造成正在相邻聚合间内进行聚合釜放料的 1 名操作工死亡, 3 人受伤, 距爆炸地点北侧 60m 处的窗户玻璃被震碎, 经济损失惨重。其爆炸事故的原因分析如下。 1. 爆炸物性质分析四氟乙烯(C2F4) ,常温常压下为无色无臭、微毒、易燃易爆的气体, 200 ℃时易分解,释出剧毒氟化氢气体。四氟乙烯极易聚合,其单体性质见表 1。 2. 计量罐技术参数及现场勘查 计量罐技术参数生产聚四氟乙烯工艺流程:收料槽一计量罐一聚合釜一捣洗、烘干。计量罐收料时, 先对四氟乙烯单体收料系统进行抽空, 充料( 微正压) 测试含氧量合格后, 开启冷盐水系统降温收料; 出料时, 分析单体质量合格后,间歇启动热盐水系统出料。四氟乙烯计量罐(图 1) 由罐体和上、下夹套组成: 罐体上下封头开孔;上、下夹套内有冷/ 热盐水,对罐体内的四氟乙烯进行冷却/ 加温升压。该计量罐还配有液位计、压力表、爆破片(标定爆破压力 )等零部件,其主要参数见表 2。 爆炸事故现场勘察爆炸造成单体计量罐解体。计量罐简体、封头、夹套沿筒体轴向在母材处同一方向炸开, 共分为 4块,上、下夹套爆开展平, 均由与筒体连接的角焊缝处拉开并与简体分离, 上封头约 1/4 部分连带少量简体与母材撕开, 法兰和接管等部件全部与罐体分离, 计量罐内壁呈燃烧后的黑色, 液位计接管下端被炸碎, 接管内壁呈白色。断口无金属光泽且不齐平, 未发现罐体碎片, 罐体壁厚未见明显减薄。爆炸能量传导至聚合釜并引起釜内物料聚爆,釜内壁呈爆炸燃烧后的黑色。 3 事故原因分析依据爆炸物的性质和现场勘查分析,这次事故的原因有以下几种可能。 计量罐内四氟乙烯超温、超压,罐体先物理性爆炸后引起四氟乙烯二次化学爆炸四氟乙烯计量罐是由具备设计制造资质的单位设计制造。从爆炸现场勘查情况分析, 计量罐仅炸成 4块, 碎块无明显壁厚减薄和弹性变形。从计量罐充装记录看, 未发现有过量充装现象。通过对计量罐设计制造操作等方面的审查, 并由第三方检验单位对其进行检验, 确认该容器满足设计使用要求。经核算,计量罐的爆破压力 P为 ,而四氟乙烯的临界温度为 ℃,临界压力为 ,因此计量罐不会因超温、超压导致罐体物理性爆炸。 聚合釜内发生爆聚后反串人计量罐引起二次爆炸四氟乙烯计量罐工作压力大于聚合釜内的工作压力, 计量罐向聚合釜内送料采用气动阀门控制。从现场调查分析, 爆炸时计量罐正在升温加压, 气动阀门未在工作状态; 爆炸后对管理操作相关工段、工厂北邻有关人员调查询问, 发生爆炸时只听见一声巨响, 随后产生浓烟大火。因此可排除聚合釜内活性因子反串人计量罐内引起计量罐二次爆炸的可能性。 计量罐内酸性杂质超标由于四氟乙烯在有酸性杂质存在时容易产生自聚( 聚合热 172kJ/mo1) , 若大量聚合热不能及时移走, 局部过热引起连锁反应导致爆炸。经过对四氟乙烯和聚四氟乙烯生产工艺运行记录的调查, 未发现系统中含水量及 PH 值有不符合工艺指标的现象。计量罐经第三方检验, 未发现罐体存在贯穿性缺陷,