安全工程师重点知识：特大TNT爆炸事故

　　特大TNT爆炸事故

　　一、事故经过

　　某年某月某日19：30，某省某厂TNT生产线硝化车间发生特大爆炸事故，造成了严重的人员伤亡和巨大的财产损失。

　　TNT是一种烈性炸药，由甲苯经硝硫混酸硝化而成。硝化过程中存在着燃烧、爆炸、腐蚀、中毒4大危险。硝化反应分为3个阶段：一段硝化由甲苯硝化为一硝基甲苯(MNT)，用4台硝化机并联完成;二段硝化由一硝基甲苯硝化为二硝基甲苯(DNT)，用2台硝化机并联完成;三段硝化由二硝基甲苯硝化为三硝基甲苯(TNT)，用ll台硝化机串联起来完成。化学反应式如下：

　　CH3C6H5+HNO3+(H2SO4)→CH3C6H4(NO2)+H2O

　　CH3C6H4(NO2)+HNO3+(H2SO4) →CH3C6H3(NO2)2+H2O

　　CH3C6H3(NO2)2+HNO3+(H2SO4) →CH3C6H2(NO2)3+H2O

　　三段硝化比二段硝化困难得多，不仅反应时间长，需多台硝化机串联，而且硝硫混酸浓度高，并需控制在较高温度下进行，因而生产危险性大。这次特大爆炸事故就是从三段2号机分离器(代号为Ⅲ-2#)开始的。

　　发生事故的硝化车间由3个实际相连的厂房组成。中间为9 m×40 m×15 m的钢筋混凝土3层建筑，屋顶为圆拱形;东西两侧分别为8 m×40 m和12 m×40 m的2个偏厦。硝化机多数布置在西偏厦内，理化分析室布置在东偏厦内。整个硝化车间位于高3 m、四周封闭的防爆土堤内，工人只能从涵洞出入。爆炸事故发生后，硝化车问及其内部40多台设备荡然无存，现场留下一个方圆约40 m、深7 m的锅底形大坑，坑底积水深2.7 m.

　　爆炸不仅使本厂房被摧毁，而且使精制和包装厂房、空压站及分厂办公室遭到严重破坏，相邻分厂也受到严重影响。位于爆炸中心西侧的三分厂、南侧的五分厂、北侧的六分厂和热电厂里，凡距爆炸中心600m范围内的建筑物均遭严重破坏，1200m范围内的建筑物局部被破坏、门窗玻璃全被震碎，3000m范围内的门窗玻璃部分被震碎。在爆炸中心四周的近千棵树木，或被冲击波拦腰截断，或被冲倒，或被削去半边树冠。

　　爆炸飞散物——残墙断壁和设备碎块，大多被抛落在300 m半径范围内，少数飞散物被抛落更远。例如，一根长800mm、直径80mm的钢轴被落至1685m处;一个数十吨重的钢筋混凝土块(原硝化厂房拱形屋顶的残骸)被抛落在东南方487m处，将埋在地下2m深处的直径400mm铸铁管上水干线砸断，水溢成河;一个数十千克重的水泥墙残块被抛到310m远并砸穿三分厂卫生巾生产厂房的屋顶，将室内2名女工砸成重伤。

　　据统计，这起事故死亡17人、重伤13人、轻伤94人;报废建筑物约5万㎡，严重破坏的有5.8万㎡，一般破坏的有17.6万㎡;设备损坏951台(套)。直接经济损失2 266.6万元。此外，由于停产和重建，间接损失更加巨大。

　　根据对生产设备内炸药量的测算，并从建筑物破坏等级与冲击波超压的关系，以及爆炸坑形状和大小进行估算，确定这起事故爆炸的药量约为40 t TNT当量。

　　二、事故原因分析

　　1.事故原点

　　事故发生后，由企业主管部门、政府劳动部门和工会劳动保护部门等组成联合调查组，对事故进行调查。由于这起事故使原来的厂房和设备全被炸毁，现场已变成一个大而深的坑，且有积水。因而，尽管调查组专家反复勘察了事故现场，但找到的物证很少，仪表及记录纸残缺不全，这给确定事故原点和分析事故原因造成很大困难。好在当班的34名工人中，有17名幸存。经反复查询，幸存者提供了发生事故前的生产情况和事故发生时的一些现象。调查组结合当事人口述笔录，查证了许多有关图样和资料，做了一些模拟试验，并从工艺技术、生产管理、设备状况、原材料质量、生产操作等方面，进行了认真的分析和讨论，最终确定并证实了事故原点——最先发生燃烧爆炸的设备是Ⅲ-2#机分离器。主要依据是：

　　(1)当事人口述：Ⅲ-2#机操作工自述，他于19：00从生产设备内取出硝化物和废酸样品。送到理化分析室;约19：15返回本岗位，发现Ⅲ-2#机分离器冒烟，就按规定打开

　　分离器雨淋装置和硝化机冷却水旁路阀进行降温，然后去仪表控制室找班长报告情况。

　　(2)班长证词。班长承认19：15左右Ⅲ-2#机操作工向他报告分离器冒烟，他带领另2名工人来到硝化厂房，看到Ⅲ-2#机分离器冒烟很大，就指挥工人打开机前循环阀，加人浓硫酸，以进一步降温。但此措施没有奏效，厂房内已硝烟四起，烟气呛人，班长便和其他人退到厂房门口，接着就看见分离器沿口与上盖之间向外喷火，他们心想“不好了”，便立即向防爆土堤外面跑去，刚出涵洞，身后“轰”地一声就爆炸了。

　　(3)有关人员旁证。Ⅲ-2#机操作工证实，他于19：15从分析室送样品回来，看到Ⅲ-2#机分离器冒烟，就走过去问Ⅲ-2#机操作工：“温度高不高?”回答：“不太高。”他就回到本岗位。后来看到班长指挥几个工人采取降温抑烟措施。但硝烟越来越大，他就退到厂房外面，一看到着火，就从附近涵洞跑出防爆土堤。

　　(4)物证。从炸塌了的仪表控制室内找到了一些综合记录残片，经补贴复原后显示的数据证明，当天19：00左右三段硝化机硝酸浓度过高。工艺规程规定，Ⅲ-2#机硝酸浓度为1.0%～3.5%，而记录为7.9%;工艺规定III-4#至111-7#机硝酸浓度为2.0%～4.0%，而记录上Ⅲ-5#机硝酸浓度为12.6%，高出工艺规定二三倍。这造成工艺混乱，最低凝固点前移，反应最激烈的机台为Ⅲ-2#机。这为Ⅲ-2#机最先冒烟、着火和爆炸提供了确凿的物证。