Взрыв и пожар на химическом предприятии в Фликсборо, Великобритания, 1974

4417
Просмотров



1 июня 1974 года в Фликсборо (Великобритания) на заводе компании «Нипро» произошел мощный взрыв парового облака циклогексана с последующим крупным пожаром.

Химический завод в Фликсборо специализировался по выпуску капролактама — исходного продукта для получения синтетического волокна. В технологии производства капролактама задействовано большое количество легко воспламеняющихся химических веществ.

На аварийном объекте было складировано около 1650 тонн химических веществ, в том числе 1250 тонн циклогексана, 250 т растворителя (тяжелый бензин), 100 тонн бензола и 40 тонн толуола. Кроме того, на площадке были сосредоточены запасы капролактама, количество которого точно не известно. В заводских хранилищах постоянно находилось до 2 тысяч тонн циклогексана, 3300 тонн циклогексанона, 4 тысяч тонн капролактама, 2500 тонн фенола и других химических веществ.

Из-за аварии на заводе в воздух была выброшена взрывоопасная масса разогретых паров, для воспламенения которых достаточно было малейшей искры. Над заводом на высоту более 10 м поднялось тяжелое смертоносное облако, оно окутало производственные здания, технологические колонны, резервуарные емкости. Медленно перемещаясь по ветру, пары циклогексана заполнили пространство диаметром около 200 м.

Через 45 минут после аварии, когда грибообразное облако достигло водородной установки, произошел мощный взрыв.

Взрыв по своей разрушительной силе был эквивалентен взрыву 45-тонного заряда тротила, подорванного на высоте 45 м. В результате взрыва электроснабжение предприятия вышло из строя и электрические часы на территории завода остановились в 17 часов — так было точно определено время возникновения взрыва.

Утечка паров из реакторов продолжалась и после взрыва, а паровоздушная смесь продолжала бурно гореть. Соседняя установка и район хранилища были сильно разрушены взрывом, в результате чего образовалось бесчисленное количество утечек, которые усилили развитие пожара. Газораспределительная станция, обеспечивающая подачу природного газа на предприятие, была повреждена и вырвавшийся из нее природный газ также воспламенился.

Выход из строя всей системы пожаротушения, происшедший вследствие разрушения насосной станции и систем подачи пены, а также системы электроснабжения завода не позволил предпринять эффективные действия по тушению пожара.

В результате взрыва возник пожар, основной очаг которого охватил площадь 180 на 250 м. Изолированные очаги горения возникли во многих других местах обширной территории завода. Над производственными строениями поднялся факел пламени высотой более 100 м. Пылали здания цехов, разрушенные технологические установки, горели деформированные металлические резервуары, пламя выбивалось из поврежденных трубопроводов, горящая жидкость огненными валами растекалась по земле. Положение усугублялось тем, что не были перекрыты технологические трубопроводы и газопровод, по которому на завод непрерывно поступал природный газ, не были отключены от производственных установок цистерны с горючими и легко воспламеняющими жидкостями и не была выведена на аварийный режим установка получения водорода. Горючие жидкости, вытекающие из неперекрытых коммуникации и находящиеся в поврежденных установках и резервуарах, давали обильную пищу огню.

В процессе развития пожара на предприятии в него были вовлечены все легко воспламеняющиеся вещества и горючие жидкости, имеющиеся на площадке.

В результате взрыва большинство построек предприятия получили серьезные повреждения. Здания, где находились администрация завода и диспетчерский пункт, были разрушены полностью. Около 2000 зданий, находившихся за пределами предприятия, были повреждены. Разрушенные взрывом заводские сооружения грозили обрушением. Нужно было соблюдать величайшую осторожность, ведя наступление на очаги пожара. В радиусе около 600 м от центра взрыва все производственные сооружения и технологические трубопроводы оказались полностью уничтоженными или сильно разрушенными. От зданий остались только каркасы стен с сорванными панелями, зияющими провалами дверей и окон, с производственных установок была сорвана защитная обшивка. То, что уцелело от взрыва, уничтожалось огнем.

Взрывом и пожаром были уничтожены все сооружения в юго-восточной части территории завода; пожар распространился на площади около 6 га.

Взрывная волна причинила разрушения во всех населенных пунктах в радиусе около 6 км от завода. В деревне Амкоттс, удаленной на 600—1150 м от места взрыва и находящейся на другом берегу реки Трент, из 77 домов сильно пострадало 73 дома. Во Фликсборо, расположенном на расстоянии 875—1200 м от центра взрыва в противоположном от деревни Амкоттс направлении, из 79 домов разрушилось 72. В окружающих завод жилых домах, соседних деревнях и в Сканторпе никто на погиб, однако 59 человек получили серьезные ранения, а сотни — незначительные травмы, в большинстве случаев — порезы от разбившихся стекол.

От взрыва и последующего пожара погибло 28 человек, 36 человек на предприятии и 53 вне его получили травмы различной степени тяжести. Следует заметить, что катастрофа произошла в субботу во второй половине дня, когда на заводе работала только дежурная смена. Если бы взрыв и пожар произошли в обычный рабочий день, количество жертв возросло бы на порядок. Трудно объяснить, что привело к гибели персонала компании — взрыв или пожар. Известно, что наибольшее число людей погибло в результате мгновенного разрушения здания, где находились операторы предприятия. Насколько можно судить по фотографиям, сделанным в ходе судебно- медицинской экспертизы, следов ожогов на телах погибших не было. В других частях площадки были обнаружены сильно обгоревшие трупы, однако из результатов судебно-медицинской экспертизы не ясно, послужили ли ожоги причиной смерти.

Катастрофа причинила материальный ущерб на колоссальную сумму — 36 миллионов фунтов стерлингов. Такой катастрофы английская промышленность еще не знала. Химический завод в Фликсборо практически перестал существовать.



Химический завод был основан английской фирмой «Файсонс» в 1938 году для производства минеральных удобрений. После второй мировой войны из-за низких доходов фирма продала завод английско-голландской компании «Нипро». В 1964 году завод был перепрофилирован для производства капролактама — основного сырья для получения химического волокна — с надеждой на высокие прибыли. Мощности завода непрерывно наращивались. Объем производства увеличился с 2 тысяч до 5 тысяч тонн в год, в дальнейшем планировалось довести выпуск капролактама до 10 тысяч тонн в год.

В связи со значительным ростом производственных мощностей пришлось увеличить складское хозяйство завода: было дополнительно установлено много цистерн и резервуаров с горючим, оборудован склад для хранения легко воспламеняющихся и взрывоопасных материалов. Шаровые резервуары и ряд других технологических емкостей не были доверху заполнены химическими веществами, что значительно повышало их взрыво-опасность. В заводских производственных установках большое количество легко воспламеняющихся химических веществ постоянно находилось при повышенной температуре и давлении. Например, в производственной установке по окислению циклогексана (секция, на которой произошел взрыв) в соответствии с технологией постоянно содержалось около 500 тонн этой легко воспламеняющейся жидкости.

Для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности производства на заводе была предусмотрена система противопожарной защиты. В ней в качестве огнетушаших средств использовались пена и вода. Для технологических нужд на заводе довольно широко применялся азот. Им в случае возникновения аварийной ситуации можно было заполнить системы трубопроводов и технологические емкости.

Завод был в достаточных количествах обеспечен водой на случай возникновения пожара. На его территории имелись 44 гидранта, питаемых от двух самостоятельных насосов общей производительностью около 100 л воды в секунду. Из подземных скважин закачивалась вода в расходный резервуар большого объема, откуда насосами она подавалась в водопроводную сеть. Кольцевая сеть заводского водопровода была подключена к системе водоснабжения Фликсборо. Имелась также возможность в случае пожара забирать воду пожарными автомобилями из реки Трент, протекающей вблизи завода. Цеха и другие помещения были оборудованы электрической пожарной сигнализацией ручного действия. Заводские производственные установки были снабжены предохранительными противовзрывными клапанами, способными устранять избыточное давление в аппаратуре. Сигнализаторы контролировали в производственных цехах наличие опасной концентрации горючих паров и газов, а также утечку химического продукта.

Однако в условиях резкого увеличения объема выпуска капролактама меры противопожарной и противовзрывной защиты, достаточные для небольшого предприятия, уже не могли обеспечить безопасность производства, особенно в случае крупномасштабной аварии. К тому же под давлением хозяев компании «Нипро» инженеры завода нередко шли на отступления от установленного технологического регламента, игнорировали требования безопасности.

Реактор 25 А, в котором произошел взрыв, представлял собой установку окисления циклогексана, находящегося в жидкой фазе при температуре около 155 °С и под давлением около 9 атмосфер. Процесс окисления одновременно проходил в технологической цепи из шести реакторов. Перемещение вещества из одного реактора в другой происходило под действием силы тяжести; из последнего реактора вещество перемещалось в горизонтально расположенный резервуар, имеющий такую же вместимость, как и каждый из реакторов.

Получающийся в результате окисления циклогексанон отделялся методом дистилляции, а не вступивший в реакцию циклогек- сан возвращался в реактор на повторный цикл. Вместимость каждого реактора составляла примерно 20 тонн, таким образом, общая вместимость реакторной цепи, включая заключительный резервуар, была примерно 140 тонн циклогексана.

Отчего же произошла катастрофа?

Под давлением общественности государственный секретарь Великобритании по вопросам труда назначил 27 июня 1974 года следственную комиссию для выяснения обстоятельств катастрофы. Комиссией было заслушано 173 показания свидетелей, технических экспертов и довольно точно установлены причины аварии, взрыва и последующего пожара. В частности, комиссия пришла к выводу, что утечка продукта и взрыв на установке 25 А явились следствием нарушения целостности технологической линии окисления циклогексана.

На основе представленных доказательств в отчете изложена следующая последовательность событий:

1. Разорвался обходный трубопровод, соединявший реакторы 4 и 6, и пар начал вырываться из 28-дюймовых отводов этих реакторов.

2. Образовалось облако паров циклогексана, содержащее несколько десятков тонн вещества.

3. Источником возгорания облака послужил, вероятно, факел водородной установки.

4. Взрывная волна и летящие осколки полностью разрушили лабораторию, операторскую комнату, служебные помещения и вызвали серьезные повреждения других зданий, возник пожар.

5. Разрушение трубопроводов и резервуаров вблизи места взрыва способствовало появлению нового топлива для последующего интенсивного горения.

Были вскрыты также и причины появления трещины в обходном трубопроводе и последовавшего взрыва.

Комиссия обратила внимание на необходимость улучшения подготовки инженерного персонала в вопросах пожарной безопасности. Ее выводы сводились к тому, что все химические производства, технологический процесс которых связан с использованием взрыво- и пожароопасных веществ и материалов, должны размещаться на безопасном расстоянии от жилых строений и других объектов.

Риск передачи пожара от складов веществ и материалов к заводским технологическим установкам можно уменьшить (но не устранить совсем) путем строительства хранилища в таком месте, где по розе ветров наименее вероятна ситуация, когда ветер будет дуть в сторону технологических установок. Так, по нормам, принятым в Великобритании, хранилища должны располагаться в восточном направлении от технологических установок. Это требование на предприятии компании «Нипро» было выполнено. Кроме того, технологическая и складская зоны разделялись пространством в 60 м. Таким образом, расположение объектов на площадке предприятия было выбрано в соответствии с принятой практикой. Также было предусмотрено и необходимое количество пожарной техники. Но разрушающее действие взрыва паровоздушной смеси в данной ситуации было очень велико и привело к полному разрушению хорошо продуманной и сконструированной системы пожарной безопасности.

Первое извещение об утечке циклогексана поступила в 16 часов 53 минут с завода на пожарную станцию, находящуюся в 5 км от завода. Дежурный офицер немедленно распорядился выслать по тревоге боевые расчеты пожарных.

Воспользоваться кратчайшим путем пожарные автомобили не смогли из-за сильной задымленности дороги. Следуя к месту катастрофы, пожарные видели разрушения, причиненные взрывом в населенных пунктах, расположенных на пути движения, а также большое количество людей, получивших ранения. Для оказания срочной помощи пострадавшим по рации были вызваны машины «скорой помощи».

Первые пожарные машины прибыли к месту катастрофы в 17 часов 06 минут. Перед пожарными открылась картина сплошного пожара, охватившего здания и сооружения завода на площади около 5 га. В течение почти двух суток пожарные вели активные действия по ликвидации пожара. Для его тушения требовалось очень большое количество воды. С самого начала ощущалась ее нехватка, так как противопожарный водопровод на заводе оказался разрушенным, электропитание стационарных пожарных насосов нарушилось.

Положение еще больше усугубилось, когда неожиданно произошел разрыв трубы главного водовода, по которому подавалась вода из реки Трент в водопроводную сеть завода, что потребовало организации водозабора непосредственно из реки. В районе водного причала на реке Трент было сосредоточено 20 пожарных автонасосов, прибывших из окружающих завод населенных пунктов, которые обеспечили подачу воды в объеме до 4500 куб. м в час.

Личному составу пожарных команд пришлось всю работу по развертыванию сил и тушению пожара вести в изолирующих противогазах из-за сильной загазованности местности и токсичного дыма. Основные усилия были направлены вначале на поиск и оказание помощи пострадавшим в зоне взрыва и пожара. Весь обширный район пожара тщательно прочесывался специальной штурмовой командой пожарных, снабженных изолирующими противогазами и защитной термоодеждой. Наряду с поиском пострадавших велась разведка очага поражения, передавалась оперативная информация о зоне интенсивного развития пожара. В частности, им удалось установить, что главный диспетчерский пункт и административный корпус завода сильно разрушены, там следует искать возможные жертвы.

По информации, полученной от штурмовой команды, руководитель операции по тушению пожара определил пути наступления на основные очаги горения.

Одновременно шла энергичная подготовка наступления на пожар большими силами, способными массой воды и пены подавить основные очаги горения. К 17 часам 32 минутам в районе речного причала находилось уже 30 пожарных машин. За сравнительно короткое время от автонасосов было подано 18 лафетных и 4 ручных ствола, проложено 8 тысяч м пожарных рукавов, при этом для питания лафетных стволов водой использовались рукава диаметром 150 мм.

К 19 часам 30 минутам удалось перекрыть трубопровод, подающий природный газ на завод (14 тыс. куб. м в час). Благодаря этому значительно уменьшилась интенсивность пожара, что несколько облегчило работу личного состава пожарных машин.

Тушение пожара сильно затруднялось в связи с образованием слоя жидкости, который покрыл дороги, проезды и большую часть территории завода. Вылившиеся из поврежденных взрывом производственных установок, трубопроводов и цистерн мазут, бензол, серная и азотная кислоты смешались с водой и образовали липкую, густую массу. Кроме того, плотный дым мешал ориентированию на местности. Трудность состояла еще и в том, что пожарные были вынуждены оценивать сложную обстановку и принимать решения самостоятельно, так как оставшиеся в живых работники завода помочь им были не в состоянии. Сказались отсутствие и недооценка руководителями компании «Нипро» заблаговременного плана действий рабочих и обслуживающего персонала на случай аварии или пожара.

Тяжелые клубы ядовитого дыма окутывали местность, шлейфы его змеились по дорогам и низинам. Из-за угрозы отравления продуктами горения и ядовитыми парами пришлось срочно эвакуировать людей из населенных пунктов, расположенных в направлении возможного распространения вредных веществ на расстоянии до 25 км от завода.

В непосредственной близости от завода находилось 20 жилых домов. Они сильно пострадали: окна вместе с рамами, двери оказались выбитыми, стены растрескались, черепица с крыш была сорвана. Даже поле пшеницы, которое близко примыкало к заводу, осталось без колосьев — взрыв далеко разметал весь урожай. Находившиеся на заводской стоянке комфортабельные легковые машины превратились в сплющенные жестяные коробки.

Пожар был в основном ликвидирован через двое суток. К этому моменту на площадке осталось 5 пожарных машин, которые контролировали отдельные места, где продолжалось горение. На заводе остались только небольшие очаги пожаров, в основном у фланцев трубопроводов, через которые происходило вытекание остатков горючего продукта. Эти небольшие очаги решено было оставить выгорать в течение двух недель, затем они были потушены. Некоторое осложнение произошло 3 июня, когда на одной из установок взорвалась емкость с бензолом. Этот очаг пожара был потушен пеной в тот же день.

Работы по охлаждению поврежденных конструкций и разборке завалов продолжались до 20 июня. Всего в операции по тушению пожара и ликвидации последствий взрыва участвовали 244 пожарных (139 профессионала и 105 добровольцев), из них 23 получили ранения, ожоги и отравления.

Источником катастрофы стала установка окисления циклогексана, в оборудовании которой жидкость находилась при температуре +155° С и давлении 9 атм., значительно превышающем точку кипения при атмосферном давлении, что способствовало утечке и образованию парового облака, содержащего десятки тонн циклогексана. Утечка вещества произошла в результате разрыва неправильно сконструированного переходника, который не был достаточно испытан и неправильно установлен на опорах.

2. На заводе не был заранее разработан план действий администрации, дежурных инженеров и рабочих на случай аварийной обстановки и они оказались беспомощными в создавшихся сложных условиях.

3. Под давлением хозяев компании «Нипро» инженеры завода нередко шли на отступления от установленного технологического регламента, игнорировали требования безопасности. Вместо демонтированного реактора проложили временный трубопровод, присоединенный фланцами к соседним реакторам. Таким образом, последовательная цепь реакторов окисления циклогексана была нарушена, но она продолжала функционировать по ненадежной схеме, что, однако, не вызывало озабоченности и тревоги у администрации и инженерного состава завода. Временный трубопровод не был испытан в соответствии с техническими требованиями и выполнен с конструктивными недоработками.

4. При катастрофе на химическом заводе во Фликсборо английские пожарные вынуждены были вести работы по ликвидации пожара в тяжелых и громоздких изолирующих противогазах, в которых дыхание человека поддерживается с помощью сжатого воздуха или кислорода. Причем воздушная среда в районе катастрофы состояла не только из дыма. В смеси с ним находились в большом количестве испарившиеся продукты химической переработки сильной токсичности, ядовитые газы, буквально насытившие атмосферу смертоносным смогом. Если бы дежурный персонал химического завода компании «Нип- ро» имел под руками индивидуальные изолирующие противогазы, то он мог бы принять меры для предотвращения катастрофы или снижения ее разрушительных последствий, учитывая довольно продолжительный период времени от начала утечки Циклогексана до момента взрыва.

5. Новые вещества не должны применяться на химических производствах до тех пор, пока не будет изучена степень их пожарной опасности: горючесть, температура вспышки, воспламенения и самовоспламенения, скорость выгорания, область воспламенения газов и паров в воздушной среде, нижний предел взрываемости горючей пыли и ряд других. Особенно важно на пожароопасных установках химического производства учитывать значение нижнего предела воспламенения газов и паров в воздухе. Точное знание температурных пределов воспламенения паров в воздухе лает возможность произвести расчет безопасных режимов в закрытых технологических аппаратах с жидкостями и летучими твердыми химическими веществами.

Если аппаратура химического производства работает при опасных температурах хотя бы непродолжительное время, то необходимо предусматривать меры флегматизации взрывоопасных паровоздушных смесей инертными газами, специальными флегматазирующими веществами или иными средствами. Эта очень важная и радикальная профилактическая мера, устраняющая при авариях возможность горения пожароопасного продукта, на заводе компании «Нипро» не применялась.

6. В цехах химических заводов, в которых преимущественно используют или получают твердые пожароопасные вещества, очень эффективной мерой подавления пожаров и загораний является использование быстродействующей автоматической пожаротушащей системы. В комплекс этой системы входят такие узлы и приборы, как быстродействующие контрольно-пусковые приборы, перекрывные клапаны, насосы, задвижки, пламеотсекатели и насадки-распылители, через которые распыленная вода или другой огнетушащий состав подается в место, где возникло общее или локальное загорание или произошло опасное повышение температуры, грозящее катастрофой. Основное преимущество быстродействующих автоматических систем пожаротушения заключается в их мгновенном действии, позволяющем не позднее чем через 3 секунды ликвидировать загорания твердых химических веществ.