2025年注冊化工工程師考試化工安全生產(chǎn)事故案例分析試題及答案某省精細化工有限公司成立于2015年，主要生產(chǎn)對硝基苯甲酸系列產(chǎn)品，核心工藝為硝化反應（甲苯與混酸在50-60℃下反應生成硝基甲苯，經(jīng)氧化后得到對硝基苯甲酸）。該企業(yè)占地約30畝，現(xiàn)有員工85人，其中生產(chǎn)車間操作崗42人，安全管理人員3人（均持有注冊安全工程師證書）。2024年11月，企業(yè)為提升產(chǎn)能，對硝化反應釜（型號KCF-2000，設計壓力1.2MPa，設計溫度150℃，容積20m3）進行了改造，將原碳鋼材質更換為316L不銹鋼，并調整了攪拌器轉速（由200r/min提升至300r/min），但未重新進行安全設施設計審查。2024年12月28日8:00，硝化車間乙班接班，班長王某安排主操李某、副操張某、新入職臨時工陳某（上崗前僅接受8小時安全培訓）進行2反應釜投料作業(yè)。當日生產(chǎn)計劃為投入甲苯1.5噸、98%濃硫酸2.2噸、68%濃硝酸1.8噸。8:15開始投料，李某按規(guī)程先加入濃硫酸，隨后加入硝酸（正常順序應為先加硫酸，待溫度穩(wěn)定至30℃以下再加硝酸）。8:20，操作記錄顯示反應釜內溫度為35℃（高于工藝要求的30℃上限），李某未立即停止投料，反而加快硝酸進料速度（流量由200L/h提升至300L/h）。8:25，溫度驟升至75℃（超過聯(lián)鎖設定值65℃），但溫度聯(lián)鎖裝置因長期未校驗失效，未觸發(fā)自動停車。李某發(fā)現(xiàn)溫度異常后，嘗試啟動冷卻水系統(tǒng)（設計換熱能力為5000kJ/h），但因循環(huán)水泵電機軸承損壞（企業(yè)近3個月未進行設備巡檢），實際換熱能力僅為設計值的40%。8:30，溫度升至110℃，反應釜內壓力達1.0MPa（接近設計壓力），攪拌器因過載（轉速過高導致扭矩超出額定值）停轉，物料混合不均加劇局部過熱。8:35，反應釜頂部人孔密封墊片（材質為普通橡膠，設計耐溫80℃）因高溫老化破裂，混酸（含硝酸、硫酸及未反應的甲苯）噴濺至操作平臺，遇靜電火花（平臺未做防靜電接地，陳某穿化纖工作服作業(yè)）引發(fā)火災?；饎菅杆俾又粮浇募妆絻蓿▋α?5噸，距離反應釜12米，未設置防火堤），儲罐安全閥因銹蝕失效，2分鐘后發(fā)生BLEVE（沸騰液體擴展蒸氣爆炸），爆炸沖擊波導致30米外的控制室玻璃全部破碎，碎片造成2名監(jiān)控人員輕傷；爆炸拋射物擊中廠區(qū)外100米處的過路貨車，導致司機當場死亡。事故造成直接經(jīng)濟損失1200萬元（包括設備損毀650萬元、醫(yī)療賠償320萬元、應急處置150萬元、罰款80萬元），間接經(jīng)濟損失450萬元（包括停產(chǎn)損失300萬元、環(huán)境治理150萬元）。經(jīng)統(tǒng)計，死亡3人（反應釜旁作業(yè)的張某、陳某，貨車司機），重傷5人（李某及附近巡檢人員），輕傷12人。一、試題1.分析本次事故的直接原因與間接原因，需結合案例具體細節(jié)說明。2.指出企業(yè)在工藝安全管理（PSM）方面存在的5項以上缺陷，并說明依據(jù)的相關標準或規(guī)范。3.若你作為現(xiàn)場應急處置負責人，在火災發(fā)生后應采取哪些關鍵措施？需考慮初期處置、人員疏散、次生災害防控等環(huán)節(jié)。4.針對硝化反應工藝的特殊風險，提出至少4項技術改進措施，并說明其對應防控的風險點。5.依據(jù)《生產(chǎn)安全事故報告和調查處理條例》（國務院令第493號），本次事故屬于哪一級別？事故調查組的組成應包括哪些部門？二、答案1.直接原因與間接原因分析直接原因：（1）違規(guī)操作導致反應失控：主操李某違反工藝規(guī)程，未待溫度穩(wěn)定至30℃以下即加入硝酸，且在溫度超標的情況下仍加快硝酸進料速度，引發(fā)硝化反應劇烈放熱（硝化反應為強放熱反應，反應熱約1200kJ/kg）。（2）設備設施失效：溫度聯(lián)鎖裝置因長期未校驗失效，未能在溫度超65℃時觸發(fā)停車；循環(huán)水泵電機軸承損壞導致冷卻水系統(tǒng)換熱能力不足（實際僅2000kJ/h，無法抵消反應放熱）；攪拌器因轉速過高（300r/min超出原設計200r/min）過載停轉，物料混合不均加劇局部過熱；人孔密封墊片材質（普通橡膠）耐溫不足（設計耐溫80℃，實際溫度110℃）老化破裂，導致物料泄漏。（3）點火源存在：操作平臺未做防靜電接地，臨時工陳某穿化纖工作服作業(yè)產(chǎn)生靜電火花，引燃泄漏的甲苯蒸氣（甲苯爆炸極限1.2%-7.0%，最小點火能0.24mJ）。間接原因：（1）變更管理缺失：企業(yè)改造反應釜材質、調整攪拌器轉速屬于工藝技術變更，但未按《危險化學品企業(yè)工藝安全管理實施導則》（AQ/T3034-2010）要求進行變更風險分析、重新履行安全設施設計審查手續(xù)，導致設備參數(shù)與工藝條件不匹配（如攪拌轉速提升后未校核電機功率）。（2）培訓教育不到位：新入職臨時工陳某僅接受8小時安全培訓（《生產(chǎn)經(jīng)營單位安全培訓規(guī)定》要求化工企業(yè)新員工崗前安全培訓不得少于72學時），缺乏應急處置能力；操作員工未掌握異常工況下的停車操作（如溫度超標的正確處置應為停止進料、開啟緊急冷卻）。（3）設備管理混亂：循環(huán)水泵電機軸承損壞、溫度聯(lián)鎖裝置未校驗、儲罐安全閥銹蝕失效，反映企業(yè)未按《化工企業(yè)設備管理制度》（HG/T23003-2017）開展日常巡檢（要求關鍵設備每日至少1次專業(yè)巡檢）和定期校驗（聯(lián)鎖裝置應每6個月校驗1次）。（4）安全距離不足：甲苯儲罐與反應釜間距僅12米（《危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設施風險基準》（GB36894-2018）規(guī)定硝化反應裝置與甲類儲罐的防火間距不應小于20米），且未設置防火堤（《石油化工企業(yè)設計防火標準》（GB50160-2008）要求甲類液體儲罐應設防火堤），導致火災蔓延引發(fā)儲罐爆炸。2.工藝安全管理（PSM）缺陷及依據(jù)（1）工藝技術變更管理缺失：未對反應釜材質更換、攪拌器轉速調整進行變更風險分析（AQ/T3034-2010第5.3條要求變更前需進行風險評估，制定控制措施）。（2）操作規(guī)程不健全：未明確溫度超標的應急處置步驟（如“溫度超過30℃時應停止硝酸進料并開啟緊急冷卻”），且未定期評審修訂（AQ/T3034-2010第5.5條要求每年至少評審1次）。（3）培訓管理不到位：新員工陳某崗前培訓僅8小時（《生產(chǎn)經(jīng)營單位安全培訓規(guī)定》第十三條要求高危行業(yè)新員工崗前安全培訓不得少于72學時），且未進行考核合格后上崗。（4）設備完整性管理失效：關鍵設備（循環(huán)水泵、溫度聯(lián)鎖、安全閥）未按計劃維護（HG/T23003-2017第4.2條要求建立設備維護計劃并記錄），導致故障未及時發(fā)現(xiàn)。（5）作業(yè)安全管理缺失：操作平臺未做防靜電接地（GB12158-2006《防止靜電事故通用導則》第6.1條要求爆炸危險場所地面應采用防靜電材料），作業(yè)人員穿化纖工作服（GB/T23464-2009《防護服裝防靜電服》第5.2條規(guī)定爆炸危險場所應穿防靜電服）。3.現(xiàn)場應急處置關鍵措施（1）初期處置：發(fā)現(xiàn)物料泄漏后，立即啟動緊急停車程序（關閉進料閥門、切斷攪拌電源），利用現(xiàn)場設置的事故柜內的碳酸氫鈉粉末（中和酸性物料）覆蓋泄漏點，使用防爆型對講機（禁止使用非防爆手機）報告調度室。（2）人員疏散：通過應急廣播（頻率150MHz，與廠區(qū)防爆對講機兼容）下達疏散指令，明確疏散路線（向側上風方向撤離至廠區(qū)外500米集合點），安排專人引導作業(yè)人員（特別是臨時工陳某）佩戴正壓式空氣呼吸器（現(xiàn)場應配備5臺以上）撤離，禁止穿越火區(qū)。（3）次生災害防控：啟動甲苯儲罐的固定水噴淋系統(tǒng)（設計流量20L/min·m2）冷卻罐體，防止溫度持續(xù)升高；關閉儲罐與反應釜之間的物料管道閥門（安裝緊急切斷閥），切斷物料輸送；通知周邊3公里范圍內的社區(qū)（通過當?shù)貞惫芾砭謪f(xié)調），發(fā)布預警信息（內容包括危險物質、防護措施、疏散方向）。（4）滅火救援：若火勢較小，使用抗溶性泡沫滅火器（針對甲苯火災）撲救；若火勢擴大，等待專業(yè)消防隊伍（配備高倍數(shù)泡沫發(fā)生器、消防機器人）到場，禁止盲目靠近儲罐（距離保持在100米外），防止BLEVE二次爆炸。4.硝化反應工藝技術改進措施（1）增設雙重溫度聯(lián)鎖：在原溫度聯(lián)鎖（65℃觸發(fā)停車）基礎上，增加第二級聯(lián)鎖（55℃觸發(fā)警報并自動降低硝酸進料流量），聯(lián)鎖裝置每3個月由第三方機構校驗1次（依據(jù)GB/T50770-2013《石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范》）。（2）更換防爆型攪拌電機：將攪拌器轉速恢復至200r/min（原設計值），并選用防爆等級ExdIIBT4的電機（原電機為非防爆型），防止電機火花引燃可燃蒸氣（依據(jù)GB3836.1-2021《爆炸性環(huán)境第1部分：設備通用要求》）。（3）改造冷卻水系統(tǒng)：增加備用循環(huán)水泵（1用1備），并將冷卻水管道由DN50擴大至DN80（提高流量），確保換熱能力達到設計值的120%（5000×1.2=6000kJ/h），滿足異常工況下的冷卻需求。（4）使用本質安全型密封墊片：將人孔密封墊片更換為聚四氟乙烯材質（耐溫260℃），并在墊片外側增設金屬保護套（防止機械損傷），降低泄漏風險（依據(jù)HG/T20606-2009《鋼制管法蘭用非金屬平墊片（歐洲體系）》）。5.事故級別與調查組組成依據(jù)《生產(chǎn)安全事故報告和調查處理條例》第三條，本次事故造成3人死亡（死亡3人屬于較大事故的上限），17人受傷（重傷5人、輕傷12人）