1、印度博帕爾農藥廠異氰酸甲酯毒氣泄漏事故分析 一、事故概況及經過1984年12月4日美國聯合碳化物公司在印度博帕爾(Bhopal，Indian)的農藥廠發生異氰酸甲酯(CH3NCO，簡稱MIC)毒氣泄漏事故，造成12.5萬人中毒，6495人死亡、20萬人受傷，5萬多人終身受害的讓世界震驚的重大事故。MIC是生產氨基甲酸酯類殺蟲劑的中間體。甲氨基甲酸萘酯是一種殺蟲劑。MIC極不穩定，需要在低溫下貯存。博帕爾的MIC貯存在兩個地下冷凍貯槽中，第三個貯槽貯存不合格的MIC。博帕爾的聯合碳化物印度有限公司(UCIL)建設過程正處于城市的快速發展時期，80年代因為對殺蟲劑的需求減少，UCIL裝置

2、關閉。三個MIC貯槽的進料是用帶氮氣夾套的不銹鋼管從精制塔送來，并用普通管道將其送到甲氨基甲酸萘酯反應器，在反應器上裝有安全閥。不合格的MIC循環至貯槽，含MIC的廢物送至放空氣體洗滌器(VGS)被中和。每個MIC貯槽都有溫度和壓力顯示儀表，以及液位指示和報警，如圖7-1。MIC貯槽上裝有固定的水監視器和致冷單元。當VGS中有大量釋放時可使用燃燒系統，VGS和燃燒系統的排放高度為1520m。1984年6月不再使用貯槽的致冷系統，而且把致冷劑放出。1984年12月停止生產MIC，而且裁員50 95。 1984年12月2日，第二班負責人命令MIC裝置的操作工用水清洗管道。在操作前應該進行隔離，但被

3、忽略了；而且幾天前剛進行了檢修，加上其他可能性，沖洗水進入了其中一個貯槽。  23時貯槽的壓力在正常范圍，23時30分操作工發現MIc和污水從MIc貯槽的下游管道流出，O時15分貯槽的壓力升至20684kP孫(30 psi)，幾分鐘后達到379·21kPa(55 psi)，即最高極限；當操作工走近貯槽時，他聽到了隆隆聲并且感受到貯槽的熱輻射；在控制室操作工試圖啟動vGS系統，并通知總指揮；當總指揮到來時命令將裝置關閉；水噴淋系統已打開但只能達到15m的高度，MIC的排放高度為33m。他們還試圖啟動致冷系統，但是因為沒有致冷劑而告失敗。至此，開始向社區發出了毒氣報警，但幾分鐘

4、后報警聲停止，只能用汽笛向UCIL的工人發出警報。據稱開始時汽笛引起誤會，人們以為是裝置發生了火災而且準備參加滅火；而UCIL的工人則錯誤地順著毒氣云的方向逃生。  安全閥一直開了兩個小時，氣、液、固三相以超過200lC的溫度、1241.06kPa(180 psi)的壓力釋放到空氣中。因為博帕爾城市發展很快，人口多，短時間內無法完全疏散；加上貧民區已建到UCIL的圍墻下面，簡陋的屋子一點也起不到保護作用；城市的基礎設施(如醫院等)已無法應付這么巨大的災難，僅有的兩所醫院其設施只能容納千余人，而中毒人數是其10倍。二、事故原因1美國聯碳公司發表了印度博帕爾農藥廠毒氣泄漏(MIC)事故原

5、因的調查報告。調查表明，該事故是由于120240加侖水進入異氰酸甲脂(MIC)貯罐引起放熱反應，致使壓力升高，防爆膜破裂而造成的。另外還查明，由于貯罐內含有大量氯仿(氯仿是MIC制造初期作為反應抑制劑加入的)，氯仿分解產生氯離子，使貯罐(材質為304不銹鋼)發生腐蝕，而產生游離鐵離子，在鐵離子催化作用下又加速了反應的進行。由于放熱反應持續進行，貯罐內溫度急劇升高，致使壓力很快達40磅平方英寸以上，防爆膜破裂，安全閥打開，漏出大量MIC。漏出的MIC噴向氫氧化鈉洗滌器，因該洗滌器能力太小，不可能將MIC全部中和。最后的安全防線是燃燒塔，但結果燃燒塔也未發揮作用。還有一點也是非常重要的，該MIC貯

6、罐現有一套冷卻系統，以便貯罐內MIC始終保持在O5左右，但調查表明，該冷卻系統從1984年6月起就已停止運轉。這樣，沒有有效的冷卻系統，不可能控制急劇產生的大量MIC氣體。關于水的進入問題還未徹底查清，可能是由于操作人員為了用氮氣使貯罐壓力保持正常，而在開啟氮氣時誤開了水管而造成的。2印度對博帕爾事故進行了調查，調查結果認為聯碳公司在預防有害氣體泄漏的措施上存在嚴重問題：(1)1984年12月2日，為進行維修，關閉了設在排氣管出口處的火炬裝置。(2)排氣洗滌器和通水軟管沒有及時投入運行。(3)缺乏預防事故的計劃，對應付緊急事態毫無訓練。(4)未向居民發出警報。(5)警報與操作采用手動方式，而不

7、是通過計算機進行控制。(6)安全裝置的能力與緊急狀態所預計的氣體流量不相適應，在設計上存在著缺點和矛盾。(7)冷凍系統呈閉止狀態，不能滿足低溫貯存條件，使MIC氣化后不能液化。(8)對貯罐內貯存的具有潛在危險物質的相關特性不十分了解，而且所得到的信息不可靠。(9)未裝備在任何場合都能正確工作的氣體泄漏早期預防系統等。3災后，紐約時報社組成了調查小組，對事故原因進行了長達7個星期的調查，調查結果認為：這次災難是由于操作失誤、設計欠缺、維修失靈和忽視培訓而導致的。調查指出至少有10處違反了總公司和印度公司的生產操作規程。(1)存在嚴重的事故隱患。調查認為，公司對這次事故既沒有技術上也沒有思想上的準

8、備。1982年，美國總公司對博帕爾工廠的安全問題曾進行一次檢查，并提交了一份批評報告。指出“此工廠具有發生嚴重事故的隱患，如一旦發生問題，后果將不堪設想”，并勸告廠方為防止泄漏應安裝1臺強力噴水裝置以代替現在的裝置，可這一建議未被采納。另一安全裝置氣體洗滌塔(中和塔)，其最大設計處理能力僅為這次泄漏量的四分之一，根本不足以處理這次事故。第三個安全裝置點火塔(用以燃燒泄漏的氣體)，即使沒有壓力存在，也只能處理這次泄漏氣體量的四分之一。點火塔在事故發生時，根本沒有起作用。(2)違反操作埋下導火線。據調查，存在下列違章操作：12月2日23點30分，一工人發現異氰酸甲酯開始泄漏，一位工頭認為是水漏，過

9、了幾分鐘才決定處理它，幾小時后貯罐內發生強烈反應。事故前幾個月，由于工廠電源緊張，為了解決這一矛盾，總管和美國聯碳總部商議后(但總部發言人指出沒有和他們商議)關閉了設計用來冷卻異氰酸甲酯以防止化學反應的冷卻裝置，其中冷卻劑氟里昂被抽出，用到工廠其它地方。規章規定：“為保持貯罐正常循環，冷卻裝置不斷處于運轉狀態。”事故前2小時；一位受過訓練，但不了解工廠操作規程的工人，奉一新工頭命令，沖洗一根和貯罐連接、但沒有完全和罐內密封的管道，這是規章所禁止的。三臺主要安全裝置(噴水裝置、點火裝置、洗滌塔)，其中1臺在幾天前失靈，另2臺已幾周沒有維修。異氰酸甲酯工段值班工頭Qureshi說，工廠中的儀器是靠

10、不住的，由于這一原因，他疏忽了開始的警告。在3只貯罐中，其中有一只在1小時內壓力上升了五倍。博帕爾工廠沒有先進的計算機系統來監測貯罐，并迅速警告泄漏發生。廠里主要依賴于工人的眼睛是否流淚來覺察是否泄漏。另外這幾乎沒有自動化設備的工廠，異氰酸甲酯已從1983年縮減了12名操作工，只剩下6人。沒有火災警告裝置。事故發生那天晚上的警報，類似平時訓練時的警笛聲，這類噪聲每周有20次。(3)掉以輕心釀成大禍。12月2日晚上，工人沒有去了解系統中壓力變化情況.23時，一值班者操作工Suman Dey在操作房看到罐內壓力是10磅平方英寸，為正常的5倍，但沒有引起他的重視。23：30分，異氰酸甲酯工段的工人，

11、在離控制室的100英尺(305米)處，感受到泄漏，眼睛開始流淚。一操作工發現50英尺處有液滴，并有淡黃色氣體；23：45他去控制室告訴工頭Qureshi異氰酸甲酯泄漏之事，過了一會兒，Qureshi才發現泄漏。但至O：40分也沒有人調查泄漏原因或采取措施。嚴重的失職釀成了一場大禍。工廠平時采用的異氰酸甲酯分析方法落后，沒有測量異氰酸甲酯中氯離子存在時的影響，而少量含有氯離子的水存在時，會導致毒品有很高的活性。對罐中MIC是應有限制，泄漏的貯罐中MIC的量為13000加侖，占貯罐容量的87，超過了正常工作最大允許容量(11000加侖，占貯罐總量73)，即使是11000加侖也超過了工廠規定的極限量

12、(60)。這一限制主要是在罐中有強烈反應時，壓力上升緩慢。(4)引起災難的原因摧測罐中有13000加侖化學品，如要和水反應需18噸(420加侖)，罐中不可能進入這么多水。因此調查人員認為可能存在其它反應：水和光氣反應。水和光氣反應生成強腐蝕性氯離子，此氯離子和不銹鋼罐反應釋放出鐵離子和大量熱，導致氯離子和異氰酸甲酯作用，放出更多熱，加上金屬反應釋放出氯化物離子，導致罐中劇烈反應開始。劇烈反應使異氰酸甲酯聚合，形成一種塑性物質，并放出大量熱，使罐內液體溫度升高，異氰酸甲酯氣化，最后使罐壁破裂。當時由于冷卻裝置關閉，無法使貯罐冷卻。調查組認為少量的水就可導致鏈鎖反應的發生(據報道可能進入500g水

13、)。災難的原因存在其它可能性：不但水和罐中液態MIC反應，而且洗滌塔中的堿也能和封閉體系中的毒物反應。除水和堿外，揮發性的MIC能和雜質如酸、鐵反應。(5)污染的來源。聯碳總公司和印度公司用核磁共振光譜分析表明，泄漏貯罐中至少有5種雜質，其中有水、鐵金屬離子和堿液。事故發生前兩小時，一工人沖洗過一根和貯罐相連，但未和罐內完全密封的管道，水可能在此時流入罐中；為防止失水，用氮氣代替罐中空氣，也有可能氮氣中含有水份。同一時間，工人加堿液到洗滌塔中，洗滌塔和貯罐是由一根復雜的管道和閥門相連的，正常狀態下閥門是封閉的，但有時會打開或造成泄漏。金屬離子是MIC貯罐的腐蝕產物。(6)忽視工人培訓。由于工廠

14、資金缺乏，管理人員認為賺錢比安全重要，對工人的培訓逐漸減少，1982年發生銷售赤字以來，失去了許多熟練工人。事故發生時，僅有20名操作工熟悉整個MIC工廠。工人素質太低，MIC操作工應具有大學文憑，而這里都是高中畢業生。     三、事故根本原因分析過程表7-1和表7-2是這次事故發生的詳細過程和根本原因。表7-1 事故發生的詳細過程和后果過程后果過程后果后果2000余人死亡。200000人受傷；停產；司將賠償幾百萬美元；股票暴跌；財政危機；聯合碳化物公司從世界排名第37位降至200位緊急控制系統失效泄放閥放空高度33m；MIC貯槽上無在線監視系統或高溫

15、報警裝量外保護設施失效無應急計劃；報警系統關閉；當地居民區無保護設施；醫療設施有限危險偏差因MIC催化聚合引起溫度和壓力升高釋放升級MIC蒸氣云逸出裝置外控制系統失效(報警)無報警裝置內的保護設施失效消防水只能達到15m的高度；因無致冷劑所以致冷單元無法工作；因為維修燃燒系統無法工作；近兩個小時未察覺問題工藝偏差溫度和壓力升高大量有毒物質放出36tMIC放出（氣、固、液態）正常控制不當該系統實際上無控制；溫度和壓力指示器有缺陷恢復系統失效放空系統洗滌器能力不足事故的直接原因沖洗時未授規程進行隔離；水可能在管道沖洗過程中或其他地方進入MIC貯槽裝置出現危險故障貯槽溫度和壓力升高 注：從表尾至表頭

16、為事故的發生、發展及結果。 表7-2事故的根本原因子系統 可能發生事故的條件子系統 可能發生事故的條件外部系統裝置附近人口激增而基礎設施建設嚴重滯后；當發生緊急情況時與外界的聯系不當；可能存在人為破壞工程完整性安全系統不足而且無法工作；修改不當而且修改后未進行分析；管道、閥門及儀表缺乏維修系統環境檢查結果未得到落實；可能有更為安全的工藝路線；市政府的決定被地區政府否決；因需求不足生產不正常；擴大生產工藝過程而進入相對不太安全的領域管理控制目標、責任、制度不明確；對修改的管理不當而且未選擇安全的工藝流程；安全責任不明確；缺乏安全訓練和技術經驗；無應急計劃組織和管理未承擔足夠的安全義務；應對緊急情

17、況的準備不足；印度政府安全檢查不力；對公眾面臨的危險失察；與設在美國的總公司聯系有限；員工水平不高通訊和資料無MIC的毒性資料；總公司發來的警告未得到落實規程和實踐對操作規程的認證不充分；未按照規程對裝置進行沖洗；缺乏緊急情況處置規程位置和裝置設備無區域規劃政策；對工藝過程的預分析不當；在不當條件下長時間大量貯存工藝物料；貯槽未隔離，而且未安裝閥門位置指示器；過量水進入MIC貯槽工作環境操作工裁員50 9,6；缺乏有經驗的人員操作工的操作操作工無足夠的技術知識；員工因對裝置的前途不定而心理緊張。     四、事故后果異氰酸甲脂是制造農藥“西維圖”和“涕滅

18、威”的原料，以液化氣形態儲于罐內，外泄時化為氣體，侵害人體呼吸道、消化器官、眼部，引起心血管病變，重者斃命，輕者失明或精神失常。事故發生后，地下儲氣罐中的劇毒氣體異氰酸甲脂由于壓力過大泄漏，陣陣毒氣向市區擴散。熟睡中的市民被難忍的刺激氣味嗆醒，紛紛下床奪門奔逃。當天早晨，已有269人中毒身亡，3000頭牲畜倒斃，幾千人失去知覺送往醫院搶救。農藥廠在漏氣后幾分鐘關閉設備，但30噸毒氣已經彌漫于城市上空，全市80萬人口中至少有60萬人受到影響，其中125萬人中毒，今后將有更多的人死亡，5萬多人可能終生失明。 嚴重中毒者都是農藥廠周圍貧民窟的居民，他們四處逃亡，有的一直跑到30千米外的市郊。一些人跑到半路撲地而死，行動遲緩的全家死于屋內。離廠1千米的火車站，從站長以下50名站員全部身亡。全城一片混亂，逃難的人群塞滿通往郊外的公路，軍隊不