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1、美国Tosco公司Avon炼油厂火灾事故调查报告1999 年 2 月 23 日，美国加利福尼亚西部的马丁内斯 Tosco 公司 Avon 炼油厂发生了一场大火，火灾导致 4 人死亡， 1 人重伤。事故调查报告如下：1. Avon 炼油厂背景介绍1.1 Avon 炼油厂概况Avon 炼油厂位于美国加州 Contra Costa 县马丁内斯镇， 占地约 2300英亩(931.5 公顷)。该厂已有 80多年的生产历史 了，它主要生产发动机燃料，诸如：汽油、柴油等，其它产 品包括丙烷、煤气等。Tosco公司从1976至2000年一直管理着该厂，然后该 厂被 UDS(Ultramar Diamond S
2、hamrock) 收购，并重新命名为 金鹰炼油厂(Golden Eagle)。Tosco公司是美国最大的汽油产 品提炼企业，管理着美国 7 家大型炼油厂。1.2 Avon 炼油厂分馏单元Avon 炼油厂原油单元是在 1946年设计建造的。原油分馏是炼油过程的起始步骤，它将原油以不同的沸点分成不同 的馏分，包括天然气、石脑油、煤油、柴油和裂解单元用的 重油。过程连续操作，原油稳定地泵入操作单元，产品或馏 分持续地泵入容器或其它炼油单元以供进一步加工炼制。1.3 Avon 炼油厂石脑油单元Avon炼油厂石脑油从分馏塔顶(112英尺(34.1m)高)通过 6英寸(152.4mm)钢管进入石脑油缓冲罐
3、， 然后再从那里被泵 入储存单元或其它炼制单元以进一步加工炼制。该缓冲罐是 用来从石脑油中提取较轻的碳氢化合物的。2. 事故经过1999 年 2 月 10 日，美国加利福尼亚西部的马丁内斯Tosco 公司 Avon 炼油厂在原油单元距离地面约112 英尺(34.1m)分馏器上的石脑油管道上部第一个弯管处发现了一 个针尖大小的漏洞，石脑油滴漏在分馏塔上。紧急处理人员 决定尽力不停车而隔断管线以减慢或停止泄漏，于是操作人 员降低了分馏器压力，关闭了 4个阻断阀以隔离管道，并部 分开启旁路阀，以维持原油单元继续运行。剥开管线的保温 石棉，对石脑油管道的检查显示， 它因为受腐蚀而过分的薄， 于是决定替
4、换大部分石脑油管线。在发现漏洞后的 13天内， 工人努力对石脑油管线进行隔离与排空，但都不成功，针孔 大的漏洞泄露又发生了 3次，再次拧紧隔离阀，还是未能隔 离管线。 Tosco 监督人员仍然继续安排进行管线替换。接下 来的 1 3天内，为了紧急维修，操作监督人员、安全员批准 签发了 15个工作许可证，其中只有 11个符合Tosco公司操 作规程的要求。维修过程中的 10-14日，石脑油缓冲罐容器出现了 7 次高液位，操作工每次都通过打开石脑油 储存流动控制阀而降低液位，最后一次，他们将阀打开，使 石脑油直接流到储存容器，以防再次出现高液位，直到火灾 发生，阀门一直都开着。23 日，管道内约有
5、 90 加仑（按美加仑换算约为 408.6L） 的石脑油。维修人员受命对管线进行排空和移开作业，经几 次排空努力都不成功后。 Tosco 维修监督者通过聆听开孔点 声音来辩别液位水平，相信石脑油液位应处于切断位置以 下，于是命令工人用气动锯切开管线 （切开口面对分馏塔 ）， 切开不久就开始泄漏石脑油，监督人员命令工人打开法兰以 排空，同时用管夹阻止泄漏。工人没有考虑到石脑油管会被 运行着的单元通过因严重腐蚀泄漏的隔绝阀对其施压。大约 在当日中午 12 时 18 分，正在排空管线时石脑油大量喷出， 随即被点燃。火焰很快吞没了分馏器塔身及处于分馏塔不同 高度的 5 名工人。现场其他操作工发现石脑油
6、被点燃后，立 即开启了灭火系统， 并紧急切断操作单元。 几分钟内， Tosco 紧急救援小组到达事故现场， 随后 Contra Costra 县的消防部 门也到达现场参与救援工作。大火持续了20 分钟左右。由于火灾的规模、复燃的风险和塔上受害者的位置限制了救援 努力。火灾导致 4 人死亡， 1 人重伤 （从高处火焰中跳下而摔 伤）。死亡的 4人中 2名受雇于脚手架建筑公司， 1 名属于起 重班，还有 1 名是维修工。重伤的也是 1 名维修工。3. 调查过程由于此次事故的严重性，并且该厂在 1997 年曾发生过 类似的事故， CSB（ 美国化工安全与危害调查委员会 ）对此次 事故进行了调查。同时
7、对该起事故进行调查的单位还有加利 福尼亚州工业委员会 （即 OSHA 加利福尼亚州分部 ）和 Contra Costa 县的健康服务委员会。 CSB 事故调查组与这两个机构 互相合作。CSB 检查了现场情况，采访了相关人员，并审阅了相关 文件。 CSB 还与休斯顿的 Hendrix 小组签署了合同，帮助进 行腐蚀和机械的整体分析。API（美国石油学会）和NPRA（美国石油化工和炼油协会 ）提供了炼油厂维修工作中有关安全 作业方面的资料，应CSB的要求，这两个组织还写出了一份 炼油厂的工作认可报告。4. 事故调查的主要发现4.1 工人维修时工艺单元仍在运行，其中有很多热的工 艺单元，距离工人搬移
8、管线最近的热工艺单元只有 3 英尺， 很有可能是泄漏的石脑油接触了附近分馏器的热表面，继而 产生火灾。4.2 工艺路线中石脑油管线的替代，涉入了很多的危险 因素。这种非常规的工作要求容有石脑油的管道移开至少 100英尺（30.4m），因为它是剧烈的可燃液体。工人进行移动 作业时，居于地面以上 112英尺（34.1m）高，避险手段有限。4.3 事故前，石脑油管线从最初的针孔漏洞处泄漏，摸 起来感觉是微热的，表明还有其它隔离阀泄漏。对排水管路 进行多次努力排水未果，说明部分管线严重堵塞。4.4 工人和维修监督人员修理期间，容有可燃液体的石 脑油管线被切开了，虽然 Tosco 的操作规程要求在打开前
9、对 管路排水、降压和置换、冲洗，但是由于管路受堵，石脑油 不能排出，规程却未提供此种情况下其它的选择办法及安全 措施。虽然热的工艺设备靠近维修现场，但Tosco 的公司操作规程和安全许可条件没有将热表面作为潜在的危险引起 注意，也没有考虑到石脑油中苯的危险性。4.5 控制石脑油流量的旁路阀的开启，隔离阀的泄漏， 使管线无法脱离工艺单元，工艺单元给石脑油管施压，导致 旁路阀阀座腐蚀，过多的腐蚀物和水导致了管路受堵。4.6 Tosco 公司的操作规程没有明确要求对替换石脑油 管线进行危险性评价，管路维修工作按低风险维修分类。4.7 操作监督人员及其他安全工作人员不常到车间检查 工作，现场操作监督人
10、员也没对进行非常规工作的操作工的 资格进行检查和评定。EPA（美国环保署）也认为，在非常规 情况下缺乏操作监督检查是该厂 1997 年发生裂解火灾爆炸 事故的原因之一。4.8 在事故前的三年里， Tosco 的安全小组和 Avon 厂的设备管理部门都没有对炼油厂的生产线设备台帐进行审查。4.9 Tosco在检查与工艺变换有关的潜在危险时，没有进行工艺变换管理评价，工艺变换包括原油脱盐、脱水等。管 理部门认识到了这些工艺的操作问题及腐蚀问题，却没有及 时采取纠正方案来预防堵塞和石脑油管线的过度腐蚀。4.10 操作监督人员要求替换全部管线是不安全的决定，因为石脑油蒸气回流线上没有阻断阀;而替换分馏
11、器到水平控制阀的管线是安全的，因为有阻断阀和排空管路。4.11 Tosco石脑油的MSDS(安全技术说明书)列出其自燃温度为450华氏温度(约232.2 C ),但原油分馏塔下半部分在500-600华氏温度(260 C -315.6 C )间运行，该厂分馏塔又 没有隔热材料保护，所以其表面温度刚好在其运行温度以下 一点，足以点燃泄漏出的石脑油。5. 事故原因分析炼油厂进行维修作业总要涉及火灾和中毒的危险，必须 小心控制以避免人身受到伤害、 环境遭受破坏。 在调查 Avon 炼油厂事故时， CSB 发现了工作计划、危险识别和评估、切 断隔离操作、检查管理、工作许可、腐蚀控制、变换管理 (MOC)
12、 等方面存在的问题。 CSB 用几种调查方法分析了事故，包括 建立时间表格和建立逻辑树图表等。5.1 危险的非常规性维修由于非常规维修无计划，属于 非计划内维修，所以就可能出现各种意外的危险。在厂内，危险的非常规维修包括如下行为：热作业、热 插拔，还有管路被破坏，隔绝和排空无法得到保证。 OSHA 的 PSM 标准 (1989 年休斯顿菲力浦化学公司 (Phillips Houston Chemical Complex) 发生火灾爆炸事故造成 23 人死亡后发布 的。)在附录中强调了职员在工作中识别非常规维修危险的重 要性。5.2 工作计划Avon 炼油厂的操作规程明确了维修前的现场观察和维
13、修现场负责人、计划者、维修监督人和操作监督人之间应进 行论证、分析，而该事故中却没有进行，器壁绝热和检查管 路等维修预备工作在泄漏出现后立即就开始了，没有任何的 计划过程。在发现泄漏后 1 小时，操作工从石脑油管线上剥掉了绝 热层，此项工作在没有降压或隔离的情况下就开始了，然而 Tosco 的操作程序却明确要求：如果管线未被隔离，生产、 H&S 、检查和维修代表必须碰头，就移走绝热层的安全 程序进行协商。如果单元操作还在进行，但绝热层还没有完 全移走， 就必须切断管线或停止单元操作。 此次维修过程中， 虽然检查、维修和操作监督人员在现场，但却没有进行会议 讨论危险控制，也未遵循绝热层移
14、走程序，虽然这不会直接 导致火灾，但它却显示了该厂管理者在实际的工作中没有一 贯坚持已建立的维修规程。多数的维修工作是在事故前 13 天内进行的，没有列入工作计划文件，也没有提到含苯的石脑油是严重危害健康 的，需要有专门的预防措施，更没有提到在移走管路时需要 用到起重机、气动锯、空罐车(用以盛接排出的物质 )等特种设备。维修工作也没有具体的工作说明，缺乏必要的信息资 料，比如石脑油的 MSDS 、管路和仪器图表和维修工作中好 的实践建议，要对所要完成工作的必要步骤列出提纲，并且 要识别各步中潜在的危险。要在仔细分析和考虑计划和维修 方法后再进行维修作业。5.3 危险识别和评价5.3.1 具体工
15、作的危险石脑油管线 13 天的维修过程中就存在重大事故隐患： 移走100英尺(30.4m)的6英寸(152.4mm)管时，此管 中有易燃的石脑油。(2) 分馏塔下半部分的表面温度超过了石脑油的自燃点。(3) 当完全拧紧时，阻断阀的底部和石脑油缓冲罐的液 位控制阀的上部伸出 12个螺纹，这就显示了阀是部分开启 的，可能有堵塞。(4) 控制阀下部缺少一出口，使得管线中的石脑油难于 清除。Tosco 厂将石脑油管路维修分为低风险和常规维修两 类。管理部门没有识别或评价操作单元工作时不能隔离、不 能排空或其它危险，可见该厂对石脑油管路的维修危险性认 识不够。5.3.1.1 不能隔离2 月 10-14
16、日共发生了 7 次泄漏，每次都是进一步地拧 紧阀门以期泄漏停止。 13 日，值班员发现石脑油管内液位下 降了，估计隔离阻断阀有泄漏。同时，石脑油管在泄漏位置 摸起来是温的， 更证实了隔离阻断阀有泄漏 (因为运行中的工 艺单元是热的 )。5.3.1.2 不能排空 排空设备和管线内的危险物并进行隔离是保证维修安 全的必需条件。从发现泄漏到火灾发生，对管路排空石脑油 的 7 次努力都失败了。 Tosco 监督人员和操作工也意识到了 以下问题：(1) 16 日，一操作工通知现场负责人说，石脑油管路堵 塞了。17 日，两操作工与操作监督人员讨论了管路堵塞问题， 操作工建议切断单元操作来维修管路。(2) 18 日，监督人员安排维修工在排空管线上钻孔，但 几次钻孔都不成功，且管内堵塞物将钻孔工具毁坏了。5.3.1.3
