阿科瑪公司克羅斯比化工廠著火事故

郁振山｜編譯

2017年8月24日，颶風(fēng)“哈維”登陸得克薩斯州，為得州東南部和路易斯安那州西南部帶來(lái)強(qiáng)降雨，引發(fā)洪水。颶風(fēng)共導(dǎo)致68人死亡，逾30萬(wàn)棟建筑被淹，4萬(wàn)人被迫轉(zhuǎn)移，讓它成為美國(guó)歷史上第二大破壞性颶風(fēng)，僅次于2005年的颶風(fēng)“卡特里娜”。

阿科瑪公司在克羅斯比的化工廠，恰好位于被洪水淹沒的平原。強(qiáng)降雨導(dǎo)致水位超過(guò)設(shè)備的設(shè)計(jì)范圍，工廠停電，備用電源也無(wú)法使用。工廠生產(chǎn)的有機(jī)過(guò)氧化物必須冷藏，但由于制冷系統(tǒng)失效，最終化學(xué)品被轉(zhuǎn)移至冷藏車內(nèi)。洪水中，冷藏車傾倒，化學(xué)品泄漏并發(fā)生分解反應(yīng)，隨后著火。

統(tǒng)一指揮中心在化工廠周圍建立了疏散區(qū)，區(qū)內(nèi)居民全部撤離，但疏散區(qū)內(nèi)的90號(hào)公路仍然開通。之后，另外2輛冷藏車著火，分解產(chǎn)生的煙霧從工廠飄出。21人因吸入煙霧被送醫(yī)救治。綜合各種因素，統(tǒng)一指揮中心將其余冷藏車上的有機(jī)過(guò)氧化物點(diǎn)燃。3次大火共燃燒了150余噸有機(jī)過(guò)氧化物。

背景信息

阿科瑪公司克羅斯比化工廠約有50名員工，可生產(chǎn)30多種有機(jī)過(guò)氧化物。產(chǎn)品主要用于制造廚房臺(tái)面、軟管、聚苯乙烯水杯、餐盤等消費(fèi)品。

有機(jī)過(guò)氧化物分解會(huì)釋放熱量，若積聚熱量大于釋放熱量，周圍溫度便會(huì)升高，分解反應(yīng)加快，最終導(dǎo)致失控反應(yīng)。因此，這些過(guò)氧化物產(chǎn)品需低溫保存。

克羅斯比化工廠有9個(gè)倉(cāng)庫(kù)，其中7個(gè)為低溫倉(cāng)庫(kù)（見圖1）。每個(gè)低溫倉(cāng)庫(kù)有2套電力制冷系統(tǒng)，其中1套留作備用。

圖1 克羅斯比化工廠的低溫倉(cāng)庫(kù)

化工廠的作業(yè)流程詳細(xì)介紹了應(yīng)對(duì)倉(cāng)庫(kù)升溫的措施，具體包括加快制冷設(shè)備的維修；將有機(jī)過(guò)氧化物轉(zhuǎn)移到其他低溫倉(cāng)庫(kù)；啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)；使用液氮進(jìn)行冷卻；將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至冷藏車內(nèi)。

工廠有7個(gè)柴油發(fā)電機(jī)，其中2個(gè)為應(yīng)急發(fā)電機(jī)，在制冷系統(tǒng)故障時(shí)為低溫倉(cāng)庫(kù)供電制冷。若系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障，備用電源也無(wú)法使用，工人則會(huì)用軟管將液氮注入倉(cāng)庫(kù)。通常液氮系統(tǒng)會(huì)上鎖，避免被誤用。

最后一套備用方案是將有機(jī)過(guò)氧化物轉(zhuǎn)移至冷藏車內(nèi)（見圖2）?；S主要用冷藏車給客戶運(yùn)送貨物，工廠作業(yè)流程也允許在倉(cāng)庫(kù)維修或緊急情況下使用冷藏車。滿載車輛的冷藏效果可持續(xù)1周多。

圖2 可臨時(shí)儲(chǔ)存過(guò)氧化物的冷藏車

事故描述

8月24日

2017年8月24日，熱帶風(fēng)暴演變?yōu)轱Z風(fēng)“哈維”。穿過(guò)墨西哥灣后，很明顯將從得州海岸的中北部地區(qū)登陸。氣象學(xué)家預(yù)計(jì)暴風(fēng)雨會(huì)在25日來(lái)臨，得州的降雨量預(yù)計(jì)為300～500 mm，部分地區(qū)甚至將達(dá)到700 mm。工廠員工得知颶風(fēng)來(lái)臨，開始做準(zhǔn)備，但他們并沒想到颶風(fēng)會(huì)直接經(jīng)過(guò)工廠所在區(qū)域。

化工廠有書面的颶風(fēng)應(yīng)急計(jì)劃，當(dāng)中詳細(xì)說(shuō)明了如何在颶風(fēng)來(lái)臨前、期間和之后保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)部分員工的經(jīng)驗(yàn)，降雨可能會(huì)淹沒周圍道路，因此要成立“應(yīng)對(duì)小組”。小組成員要留在工廠，因?yàn)榈綍r(shí)候其他員工出入工廠會(huì)很困難。

但所有人都未料到，雨量會(huì)達(dá)到洪水級(jí)別，甚至有潛在毀滅性風(fēng)險(xiǎn)。擁有幾十年經(jīng)驗(yàn)的老員工也只認(rèn)為會(huì)有輕微的洪水，但絕不會(huì)破壞工廠的安全系統(tǒng)。

8月25日

圖3 低溫倉(cāng)庫(kù)的空調(diào)設(shè)備（紅線為洪水期間的最高水位）

圖4 9輛冷藏車的位置（右下方為低洼區(qū)的3輛冷藏車）

25日，化工廠停止作業(yè)，準(zhǔn)備應(yīng)急工作。22時(shí)，“哈維”升級(jí)為3級(jí)颶風(fēng)，登錄得州。按照事前的計(jì)劃，工廠停止了生產(chǎn)并采取了許多預(yù)防措施，包括固定住可能會(huì)被大風(fēng)吹走的物料，將可移動(dòng)的設(shè)備放到高處，避免被水淹沒；準(zhǔn)備船只和叉車，轉(zhuǎn)運(yùn)物品；準(zhǔn)備沙袋及其他設(shè)備；保證有恰當(dāng)?shù)娜剂蟽?chǔ)備。8月26日

26日，化工廠全部關(guān)停，“應(yīng)對(duì)小組”待命。同時(shí)降雨持續(xù)，水位不斷升高。

8月27日

27日降雨繼續(xù)。水位升高后，威脅到了電氣設(shè)備和低溫倉(cāng)庫(kù)。員工提前切斷了幾個(gè)低溫倉(cāng)庫(kù)的電源。14時(shí)，工廠部分區(qū)域的水深達(dá)到1.2 m。隨著水位繼續(xù)上漲，影響了低溫倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行。員工試圖使用液氮制冷，但倉(cāng)庫(kù)連接液氮軟管的接口被水淹沒，于是“應(yīng)對(duì)小組”將有機(jī)過(guò)氧化物轉(zhuǎn)移到冷藏車及其他建筑內(nèi)，并關(guān)閉了低溫倉(cāng)庫(kù)（見圖3）。

8月28日

28日，颶風(fēng)帶來(lái)的降雨繼續(xù)。雖然工廠有段時(shí)間沒有降雨，但周圍區(qū)域的積水流向此處，水位繼續(xù)上升。14時(shí)，水位上漲至變壓器的位置，導(dǎo)致整個(gè)工廠的電源被切斷，“應(yīng)對(duì)小組”將所有產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到了9輛冷藏車內(nèi)（見圖4）。其中3輛位于工廠的低洼地帶，因洪水過(guò)深，冷藏車無(wú)法被轉(zhuǎn)移至高地，隨后停止運(yùn)行，不能繼續(xù)制冷。

當(dāng)天傍晚，工廠最便捷、最安全的交通方式是開船?！皯?yīng)對(duì)小組”將情況告知給阿科瑪公司的應(yīng)急團(tuán)隊(duì)，應(yīng)急團(tuán)隊(duì)隨即通知了哈里斯縣的應(yīng)急人員，說(shuō)可能存在化學(xué)品泄露和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

8月29日

29日上午，“應(yīng)對(duì)小組”在低洼地帶看見1輛冷藏車翻倒，靠在建筑旁邊（見圖5）。翻倒原因可能是洪水水流太強(qiáng)，也可能是車輛內(nèi)的產(chǎn)品超重，抑或兩者都有。阿科瑪公司的應(yīng)急團(tuán)隊(duì)收到員工發(fā)來(lái)的圖片后，推測(cè)可能會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)品分解引發(fā)火災(zāi)，于是要求哈里斯縣的應(yīng)急人員疏散了工廠所有員工。應(yīng)急人員還以工廠為中心，以2.4 km為半徑設(shè)立了疏散區(qū)（見圖6）。

圖5 左方的冷藏車已在洪水中傾倒

圖6 紅色圓圈為疏散區(qū)，90號(hào)公路從中穿過(guò)

8月31日

31日，有人上報(bào)稱工廠著火，冒出煙霧。統(tǒng)一指揮中心通過(guò)遙感探測(cè)到冷藏車的溫度并沒有上升，于是派2名志愿消防員去確定工廠是否著火。消防員未發(fā)現(xiàn)任何有機(jī)過(guò)氧化物分解的情況。12時(shí)30分，官方由于沒發(fā)現(xiàn)著火證據(jù)，認(rèn)為煙霧是“低層的云團(tuán)”，便重新開通了90號(hào)公路。期間，指揮中心一直通過(guò)遙感數(shù)據(jù)判斷情況。

之后，警察駕車在90號(hào)公路上行駛時(shí)，穿過(guò)了“云團(tuán)”，但他們判斷那是泄漏的化學(xué)品煙霧，煙霧圖像被行車記錄儀拍到。警察上報(bào)了情況，于是另外3名警察被派往現(xiàn)場(chǎng)檢查。就在3名警察經(jīng)過(guò)阿科瑪化工廠時(shí)，也穿過(guò)了從工廠飄來(lái)的“云團(tuán)”。雖然當(dāng)時(shí)車輛沒有開空調(diào)，但煙霧還是進(jìn)入了車內(nèi)。

警察將車駛到疏散區(qū)的東北邊緣處，開始檢查錄像，但3名警察的眼部和喉嚨出現(xiàn)不適。為了快速獲取醫(yī)療救助服務(wù)，他們向西行駛，下高速公路。但向西行駛時(shí)途中，再次暴露在煙霧中，有5名警察的情況加重。最終，他們到達(dá)了疏散區(qū)南部，呼叫了醫(yī)療救助人員。之后90號(hào)公路關(guān)閉，直到9月4日事故處理完畢才再次開通。

14時(shí)左右，傾倒車輛中的過(guò)氧化物產(chǎn)品分解、燃燒，并將車輛引燃。

9月1日

9月1日5時(shí)，另外2輛冷藏車著火（見圖7）。9月2日

圖7 第2和第3輛冷藏車著火時(shí)釋放的黑色煙霧

2日，其余6輛裝有過(guò)氧化物產(chǎn)品的冷藏車似乎還在運(yùn)行，但無(wú)法確定還能持續(xù)多久。13時(shí)20分，統(tǒng)一指揮中心通過(guò)飛行器偵查了工廠情況，發(fā)現(xiàn)至少1輛已失去冷藏能力，并在該車輛周圍發(fā)現(xiàn)了泄露的化學(xué)品和煙霧，但沒有火焰。根據(jù)紅外圖像，人們判斷至少1輛冷藏車在升溫。指揮中心聯(lián)系了阿科瑪公司的代表，確定了車內(nèi)儲(chǔ)存的物質(zhì)。雖然阿科瑪?shù)拇聿磺宄孤┗瘜W(xué)品的具體成分，但推測(cè)是有機(jī)過(guò)氧化物的分解產(chǎn)物。

由于疏散區(qū)保持封閉，不能回家的居民開始擔(dān)心家內(nèi)情況，向當(dāng)局施壓，希望盡快解除疏散狀態(tài)。18時(shí)，統(tǒng)一指揮中心與地方應(yīng)急團(tuán)隊(duì)溝通，商議將其余6輛冷藏車點(diǎn)燃，并制定了實(shí)施計(jì)劃。19時(shí)，包括阿科瑪公司在內(nèi)所有相關(guān)方就實(shí)施計(jì)劃達(dá)成一致。

指揮中心對(duì)該提議的最大擔(dān)憂是，距冷藏車36 m處有1個(gè)異丁烯儲(chǔ)罐。如果不能控制火勢(shì)，儲(chǔ)罐被點(diǎn)燃后，可能會(huì)發(fā)生爆炸。但應(yīng)急人員認(rèn)為該距離足夠安全，并且儲(chǔ)罐有泄爆裝置，不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。為了安全起見，應(yīng)急人員仍然制定了嚴(yán)密的計(jì)劃：先點(diǎn)燃其中的5輛冷藏車，把距儲(chǔ)罐最近的車當(dāng)作屏障，之后單獨(dú)點(diǎn)燃最后1輛。

9月3日

3日，統(tǒng)一指揮中心再次用飛行器對(duì)工廠進(jìn)行偵查，發(fā)現(xiàn)泄漏量增多，分解反應(yīng)也在持續(xù)。應(yīng)急人員認(rèn)為，此時(shí)若再靠近車輛處理過(guò)氧化物產(chǎn)品，已非常危險(xiǎn)。

10時(shí)左右，統(tǒng)一指揮中心再次召集人員，商討下一步計(jì)劃。應(yīng)急人員擔(dān)心冷藏車不斷發(fā)生分解反應(yīng)，但不清楚反應(yīng)的后果，也不知道將所有過(guò)氧化物點(diǎn)燃后，燃燒會(huì)持續(xù)多久。與此同時(shí)，被疏散的居民還在焦急地等著回家。這種情況下，指揮中心決定按照前一天的計(jì)劃，將6輛冷藏車點(diǎn)燃，進(jìn)行控制燃燒。

阿科瑪方面為指揮中心提供了異丁烯儲(chǔ)罐的信息，幫助其評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。之后，指揮中心確定，儲(chǔ)罐不會(huì)在車輛燃燒期間發(fā)生泄漏。

12時(shí)45分，指揮中心向行動(dòng)小組講解了作業(yè)計(jì)劃。在燃燒前，會(huì)有專人通過(guò)視頻監(jiān)視異丁烯儲(chǔ)罐的情況，確保儲(chǔ)罐周圍不存在分解物，因?yàn)榉纸馕飼?huì)著火，能危害到儲(chǔ)罐。如果發(fā)現(xiàn)情況，必須重新評(píng)估行動(dòng)，或?qū)?chǔ)罐抽空后再行動(dòng)。

15時(shí)40分，監(jiān)視人員確認(rèn)安全后，哈里斯縣的應(yīng)急人員點(diǎn)燃了6量冷藏車。哈里斯縣的消防部門發(fā)布聲明，警告公眾留心事態(tài)發(fā)展。21時(shí)，應(yīng)急人員再次檢測(cè)了疏散區(qū)的空氣，確定各項(xiàng)指標(biāo)不超過(guò)基線，由此確定現(xiàn)場(chǎng)不存在健康風(fēng)險(xiǎn)。

9月4日13時(shí)，疏散解除。

事故經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

有機(jī)過(guò)氧化物屬于不穩(wěn)定物質(zhì)，易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。為防止其分解、放熱或生成副產(chǎn)品，需儲(chǔ)存在低溫環(huán)境中。溫度不同，分解速率也不一樣。

自加速分解溫度（SADT）是非常重要的安全數(shù)據(jù)。為了將分解速率控制在安全范圍，化工廠所有的有機(jī)過(guò)氧化物都必須儲(chǔ)存在低于SADT的環(huán)境中。冷藏車失效后，有機(jī)過(guò)氧化物產(chǎn)品加速分解，燃燒并引發(fā)火災(zāi)。因此，公司要確保有足夠的安全措施將儲(chǔ)存溫度控制在SADT之下。

克羅斯比化工廠有多重措施來(lái)保證過(guò)氧化物的冷藏。工廠過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)分析小組確定了如下層面的防護(hù)：為低溫倉(cāng)庫(kù)配備了充足的制冷系統(tǒng)；為低溫倉(cāng)庫(kù)配備應(yīng)急發(fā)電機(jī)；將液氮作為備用冷卻手段；用冷藏車暫時(shí)儲(chǔ)存有機(jī)過(guò)氧化物。但這些措施都在颶風(fēng)中失效。這是因?yàn)橥ｋ姂?yīng)對(duì)措施均未達(dá)到工廠標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。洪水導(dǎo)致斷電后，應(yīng)急發(fā)電機(jī)、液氮系統(tǒng)和冷藏車也紛紛失效。因此，要確保防護(hù)層不會(huì)因普通故障而失效。

美國(guó)聯(lián)邦應(yīng)急管理局的洪水地圖可提供重要的風(fēng)險(xiǎn)信息。1985年，化工廠所在地區(qū)的洪水地圖首次發(fā)布。地圖顯示，工廠發(fā)生洪水的風(fēng)險(xiǎn)很小。2007年，地圖經(jīng)過(guò)大幅修訂，新圖顯示化工廠正好處于容易出現(xiàn)洪水的平原區(qū)。另外，2016年9月法特瑞互助保險(xiǎn)公司識(shí)別出工廠的洪水風(fēng)險(xiǎn)，但除了一位前任經(jīng)理之外，沒有任何人注意到該信息。聯(lián)邦的過(guò)程安全法規(guī)也要求公司整合過(guò)程安全信息，但法規(guī)并未說(shuō)明信息必須包括洪水地圖。事故調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)，還有其他公司也未意識(shí)到洪水風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)低溫倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)分析的小組，并沒有記錄任何洪水風(fēng)險(xiǎn)。就算當(dāng)初該小組評(píng)估了洪水風(fēng)險(xiǎn)，行業(yè)指南也不足以應(yīng)對(duì)颶風(fēng)哈維。行業(yè)安全指南是專門指導(dǎo)公司應(yīng)對(duì)洪水風(fēng)險(xiǎn)的文件。它能從多個(gè)途經(jīng)獲取，比如化工過(guò)程安全中心和聯(lián)邦應(yīng)急管理局。但該文件不是過(guò)于籠統(tǒng)，就是并不要求采取過(guò)多的預(yù)防措施。比如，文件未要求將關(guān)鍵設(shè)備放到高處，避免洪水損害工廠的安全系統(tǒng)。因此，為了更好地幫助公司應(yīng)對(duì)洪水、暴風(fēng)雪、龍卷風(fēng)、干旱等極端天氣事件，要制定更健全的行業(yè)指南。

克羅斯比化工廠在40年前遭遇過(guò)洪水，但老員工印象中沒有出現(xiàn)過(guò)高于0.6 m的洪水，所以工廠并未將其視為一項(xiàng)重要風(fēng)險(xiǎn)。確定洪水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)時(shí)，不能依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。比如，化工廠老員工認(rèn)為2001年的熱帶風(fēng)暴“阿利森”是工廠此前遭遇到的最大洪水，但實(shí)際上1994年的颶風(fēng)“羅莎”，甚至2015年未命名的暴風(fēng)雨都比阿利森的水位要高。因此，各公司應(yīng)保留以往事故的主要信息文件。雖然發(fā)生洪水的可能性比較低，但一旦遭遇，會(huì)嚴(yán)重威脅人員和財(cái)產(chǎn)安全。

90號(hào)公路從疏散區(qū)穿過(guò)，但在事故期間卻處于開通狀態(tài)。對(duì)統(tǒng)一指揮中心而言，這確實(shí)難以抉擇，因?yàn)殚_通90號(hào)公路能將人員和資源向颶風(fēng)哈維的東面轉(zhuǎn)移，也能讓應(yīng)急人員在工廠第一次著火后，快速到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)。除90號(hào)公路之外，應(yīng)急人員幾乎沒有其他線路保證交通，但結(jié)果是至少21人暴露在分解物和燃燒煙霧中。

另外，遙感數(shù)據(jù)顯示，冷藏車沒有升溫，也未發(fā)生燃燒，但警察在開車進(jìn)入到煙霧中后聞到了泄露的化學(xué)品。由此可知，緊急情況下，測(cè)量的數(shù)據(jù)可能不完整，甚至與實(shí)際相反，應(yīng)急人員必須盡可能采取保守的手段，這樣才能保證公眾的安全與健康。

在英國(guó)，環(huán)境部門為工廠制定了洪水應(yīng)對(duì)預(yù)案指南，建議工廠了解作業(yè)場(chǎng)所的洪水風(fēng)險(xiǎn)，獲取洪水模擬結(jié)果，制定預(yù)案，保護(hù)危險(xiǎn)的生產(chǎn)過(guò)程。指南還詳細(xì)說(shuō)明了如何保護(hù)易受洪水影響的化學(xué)品和關(guān)鍵設(shè)施，如電源和液氮系統(tǒng)。