氯乙烯泄漏爆燃事故救援分析研究

王俊军 阮桢 杨国强 李佳铭

摘要：近年来接连发生的两次严重氯乙烯泄漏爆燃事故造成重大人员伤亡、环境破坏、经济损失，社会影响极大。氯乙烯本身的物化特性决定了事故处置过程时间长、难度高，稍有不慎易造成救援人员伤害。文章通过分析氯乙烯性质、生产、存储、使用全工艺流程，研究泄漏爆燃事故处置中的人员防护、侦察检测、伤员搜救、抑爆灭火、洗消消毒技术方法，提出了氯乙烯泄漏爆燃事故消防应急救援处置规程，以期为消防救援队伍安全、科学、高效处置此类事故提供依据与支撑。

关键词：氯乙烯;泄漏爆燃;事故救援

2018年11月28日0时40分55秒，位于河北张家口望山循环经济示范园区的中国化工集团河北盛华化工有限公司氯乙烯泄漏扩散至厂外区域，遇火源发生爆燃，造成24人死亡（其中1人后期医治无效死亡）、21人受伤（4名轻伤人员康复出院），38辆大货车和12辆小型车损毁，截止到2018年12月24日，直接经济损失4148.8606万元[1]。2019年4月24日2时34分，位于乌兰察布市卓资县旗下营工业园区的内蒙古伊东集团东兴化工有限责任公司氯乙烯气柜泄漏扩散至电石冷却车间，遇火源发生燃爆，造成4人死亡、3人重伤、33人轻伤[2]，直接经济损失超过4154万元。

接连两起严重的爆炸事故均由氯乙烯气柜泄漏引起，不仅造成巨大经济损失，而且人员伤亡惨重。本文通过分析氯乙烯性质、生产、存储、使用全工艺流程，研究氯乙烯泄漏爆燃事故处置技术方法，总结氯乙烯泄漏爆燃事故消防应急救援处置规律，为消防救援队伍安全、科学、高效处置此类事故提供依据与支撑。

1  氯乙烯性质、气柜、聚氯乙烯生产工艺

1.1  氯乙烯性质

氯乙烯（C2H3Cl）[3]又名乙烯基氯（Vinylchloride）是一种易液化、无色且有醚样气味的气体，沸点-13.9℃（常温气态），闪点-78℃，极易燃烧。与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限3.6%～31.0%（體积比），遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与空气密度比为2.15：1，比空气重，泄漏后向低洼处聚集，并能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。燃烧或无抑制剂时可发生剧烈聚合。氯乙烯难溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。

氯乙烯既可经呼吸道进入体内，也可经皮肤吸收进入人体。急性中毒表现为麻醉作用：轻度中毒时出现眩晕、胸闷、嗜睡、步态蹒跚等;严重中毒可发生昏迷、抽搐、呼吸循环衰竭，甚至死亡。皮肤接触氯乙烯液体可致红斑、水肿或坏死。慢性中毒表现为神经衰弱综合征、肝肿大、肝功能异常、消化功能障碍、雷诺氏现象及肢端溶骨症。皮肤可出现干燥、皲裂、脱屑、湿疹等。属于世界卫生组织公布的一类致癌物，可致肝血管肉瘤。应避免接触、沾染到氯乙烯。

1.2  氯乙烯气柜结构

储气作为产气与用气之间的平衡调节手段具有极其重要的作用，储气容器称为气柜。气柜是用水作密封介质的储气罐，它是在水槽内置放塔节及钟罩，钟罩带塔节随气体的充入或放出而升降。按照储气压力大小，气柜分为低压和高压两类;低压气柜按照密封方式的不同分为湿式和干式两种[4]。

湿式气柜用钢量少，机械加工件少，施工难度低，但是水封导致柜体易腐蚀，维护保养要求和投入较高。无外导架直升气柜结构简单，制造较容易，但抗倾覆性能较差，台风地区及地震带地区不宜采用;而且无外导架直升气柜一般只用于单节气柜。

有外导架直升气柜设置有外导架，抗风和地震倾覆能力较强，适用于高烈度震区。螺旋气柜没有外导向架安装方便、安全;抗倾覆能力不及外导架直导轨。

张家口地处地震带，因此采用有外导架直升气柜。张家口“11·28”爆燃事故发生泄漏的气柜为容积5300m3的钢制低压湿式有外导架直升式气柜，规定设计压力不大于4000Pa，如图1所示。适用于化工、石油化工行业中气体的储存、缓冲、混合、稳压等作用，也可用于冶金及城市煤气等行业。但不适用于储存毒性为高度和极度危害的气体。

图1 钢制低压湿式有外导架直升式气柜结构示意图

1.3  氯乙烯气柜工作原理

当向气柜内充气时，在气体的压力作用下，使钟罩和中节先后升起，当气柜内的气体向柜外放气时，在钟罩、中节自重作用下，钟罩、中节先后下降。气体的工作压力是由各活动节的重力作用在储存的气体上而形成，当上述重力不足以形成所需工作压力时，在钟罩顶及钟罩内附加配重块。最小工作压力为钟罩刚刚脱离水槽底板上垫梁时气柜内压力，最大工作压力为各活动节升至最大高度时的气柜内压力。

1.4  “11·28”氯乙烯泄漏重大爆燃事故分析

河北盛华化工有限公司发生泄漏的氯乙烯气柜活动塔节出现卡顿、倾斜无法上下升降，导致氯乙烯气体泄漏，如图2所示。

图2 活动塔节卡顿、倾斜发生泄漏                                 图3 短时间大量加气加速泄漏

气柜发生泄漏后，压力下降，操作人员加气补压。但由于短时间内加气量过快，柜内气体压力过高，导致超过水封挂圈额定压力加速泄漏。如图3所示。

2  氯乙烯泄漏爆燃事故救援技术

2.1  氯乙烯泄漏燃烧爆炸事故应急救援应急响应程序[5]

政府应急管理部门、消防救援队伍接到氯乙烯泄漏爆燃事故报告后，应科学、准确的判定事故级别和影响程度，分级启动相应应急预案及程序，如图4所示[5]。

图4 氯乙烯泄漏燃烧爆炸事故应急响应程序

2.2  氯乙烯泄漏燃烧爆炸事故处置基本程序

氯乙烯泄漏爆燃事故通常按照泄漏和燃烧爆炸两种类型来规定处置基本程序。然而，实际事故发生时常常泄漏后遇火引起爆炸燃烧，同时泄漏还在持续发生。因此，需要将泄漏和燃烧爆炸两种事故类型合并进行处置程序的制定。处置基本程序如图5所示，其中专业处置部分主要由消防队伍完成。

图5 氯乙烯泄漏燃烧爆炸事故处置基本程序

3  氯乙烯泄漏爆燃事故处置经过分析

3.1  接警出动

“11·28”重大爆燃事故发生在2018年11月28日0时40分左右，张家口消防救援支队接警先后调集多个中队、多辆消防车、多名救援人员到达现场进行灭火救援。同时，报告市委、市政府，启动应急预案。

3.2  灾情侦察、阵地部署

根据报警信息与第一处置力量反馈信息，结合消防救援支队前期模拟实战演练获得的信息，支队领导到达现场后，首先进行灾情现场侦察。根据氯乙烯气柜与储罐重大危险源的实际，支队长亲自带领厂方技术人员进入厂区进行现场侦察，尤其是气柜与储罐周围区域。侦察发现厂内起火燃烧区域包括氯乙烯气柜与储罐区域，但燃烧物质为区域内的木草等杂物，火势较小，现场没有发现氯乙烯三柜两罐本体爆炸及燃烧。支队立即设立厂内指挥部，迅速调集攻坚力量扑灭厂内明火。同时，实时监控和冷却保护氯乙烯气柜与储罐，以防发生爆炸燃烧，保证厂内的氯气、乙炔等其他有毒物质不发生泄漏。

毗邻盛华化工的301省道两侧停放的等候卸货车辆大火猛烈燃烧，发生大量人员伤亡。为了以最快速度救援受伤人员，支队将厂外指挥部设置在盛华化工大门前301国道上，调集大批力量投入灭火与救生。

3.3  冷却监护、移交现场

2018年11月28日凌晨4时左右，事故现场明火被扑灭，消防力量继续对起火区域及毗邻气柜、储罐进行冷却。并组织厂区工程技术人员和监测小组，监测达到安全要求，事故处置工作结束。

3.4  氯乙烯泄漏爆炸事故处置的技术与装备不足

3.4.1  氯乙烯泄漏事故处置技术方案不足

当前针对氯乙烯泄漏事故科学、高效处置技术方案不足，缺乏针对氯乙烯泄漏事故的个人防护技术、侦检技术、扩散警戒范围科学划定方法等。

欧美国家警戒范围、危险区域的划定基于多年的气象统计数据，根据不同危险化学品的理化特性，建立科学可靠模型，对于警戒范围、危险区域的划分有科学准确的数据及速查手册。而当前国内警戒范围、危险区域的划分主要参考国外的数据与积累的经验数据，同时由于侦检器材与技术的不足，无法精确划定警戒范围、危险区域。

对于未明情况的危险化学品泄漏事故现场，消防员应当在何种初始隔离距离、采用何种防护、使用何种侦检器材进入事故现场，尚未有系统性的解决方案。

3.4.2  缺乏氯乙烯泄漏事故处置专业性、适用性的侦检和长时效呼吸防护装备

当前应急救援队伍尚无针对氯乙烯的定量化侦检装备。在未明事故现场泄漏介质时，消防侦检人员只能使用可燃气体探测仪确定其爆炸燃烧特性，无法探测是否是氯乙烯、无法明确其毒性危害。

当前消防队员佩戴使用的正压式空气呼吸器有效使用时间约为30～40min，无法满足大跨度长时间作战的需求。在有毒危险气体大范围泄漏事故处置中，不具备现场更换空呼气瓶的有效装备。消防员氧气呼吸器在氯乙烯泄漏事故处置中的适用性需进一步研究。

4  结语

氯乙烯作为易燃易爆的一类致癌物，近年的事故表明，一旦发生泄漏将造成严重的后果。当前在处置技术、专业装备上都存在较大的不足。2020年11月2日，应急管理部办公厅关于印发《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录（第一批）》的通知（应急厅〔2020〕38号）[6]。通知根据《安全生产法》第三十五条规定，多节钟罩的氯乙烯气柜因“气柜导轨容易发生卡涩，使物料泄漏”，作为淘汰落后的设备被限制使用。要求新、扩建项目禁止，现有多节气柜按照单节气柜改造运行。虽然多节钟罩的氯乙烯气柜被禁止使用，但是单节气柜、球罐作为氯乙烯容器仍然大量使用。

综上所述，笔者根据市场需求做了如下梳理：急需开展研究氯乙烯气柜、储罐泄漏事故应急处置技术研究，制定处置规程，实现氯乙烯泄漏事故的科学、安全、高效处置;研究氯乙烯气柜、储罐泄漏事故应急救援人员个人防护技术，保证救援人员在处置过程的生命健康安全;研究氯乙烯气柜、储罐泄漏事故侦检技术与装备，实现氯乙烯快速、精确探测;研究氯乙烯气柜、储罐泄漏扩散范围科学计算方法，建立立体动态模型，实现智能自主动划定事故警戒范围和危险区域;研究氯乙烯气柜、储罐泄漏事故战斗力量编成及调集技术及其动态模拟、标识、推送技术，实时为指战员提供科学、有效支撑，提供消防员进入未明情况危化品泄漏事故现场的系统解决方案。

同时，需要研发针对氯乙烯的国产化、定量化专用或通用侦检装备，实现多种危险气体泄漏事故现场氯乙烯爆炸极限和毒害浓度的实时、定量探测;研发适应大跨度长时间作战的呼吸防护装备，保证救援人员在无法更换气瓶环境中持续作战时的生命健康安全;研发具有自主知识产权的阻燃耐高温重型化学防护服，解决易燃易爆且有毒气体泄漏事故处置缺少国产化防护服问题。

以期为氯乙烯泄漏燃烧事故提供专业的救援技术与装备，提高救援科学水平，减少人员伤亡。

参考文献：

[1]河北张家口中国化工集团盛华化工公司“11·28”重大爆燃事故调查报告[Z].

[2]内蒙古“4·24”较大生产安全事故[J].中国安全生产，2020，

15（06）：50-51.

[3]孫万付，郭秀云，李运才.危险化学品安全技术全书[M].北京：化学工业出版社，2017：268.

[4]HG/T 20517-1992鋼制低压湿式气柜[S].

[5]GA/T 970-2011 危险化学品泄漏事故处置行动要则[S].

[6]《应急救援系列丛书》编委会编.危险化学品应急救援必读[M].北京：中国石化出版社，2008：91.

[7]应急管理部办公厅.关于印发《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录（第一批）》的通知（应急厅〔2020〕38号）[Z].

Rescue analysis of vinyl

chloride leakage and explosion accident

Wang Junjun1，Ruan Zhen1，Yang Guoqiang2，Li Jiaming3

（1.Shanghai Fire Research Institute， Ministry of Emergency Management;2.Zhangjiakou Fire and Rescue Unit;

3.Hebei Fire and Rescue Army Unit）

Abstract：In recent years， two serious vinyl chloride leakage and explosion accidents have caused serious casualties， environmental damage， economic losses， and great social impact. The physical and chemical characteristics of vinyl chloride determine the long time and high difficulty of the accident disposal process， and a slight carelessness is easy to cause rescue personnel injury. By analyzing the properties， production， storage and use of vinyl chloride， this paper studies the personnel protection， reconnaissance and detection， wounded rescue， explosion suppression and fire extinguishing， washing and disinfection technology in the disposal of leakage and explosion accidents. Develop fire emergency rescue procedures for vinyl chloride leakage and explosion accidents. Provide basis and support for fire rescue teams to deal with such accidents safely， scientifically and efficiently.

Keywords：vinyl chloride;leakage explosion;accident rescue