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网传 3 月 31 日中科院化学所发生反应釜爆炸,一人疑似身亡,化学安全事故有多可怕?如何避免发生? 第1页

        

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首先希望逝者安息。

关于事故的具体原因看到有两种说法,一种是反应釜爆炸,一种是水热釜爆炸。

先简单给大家说一下这两种设备的区别,实际上这两种东西都可以用来做高压反应,如果一定要说区别的话,水热釜结构简单,反应釜更加复杂一些。

这个图里面左边的就是水热釜,右边的是反应釜

这两种设备一般都是用一整块钢棒把中间掏空做出来的,壁厚非常厚,承压能力非常强,一般情况下只要不是在反应釜里面熬炸药,不会把整个釜炸掉,最多就是盖子飞出来或者物料喷出来罢了。我本人距离删号重练最近的一次就是反应釜的压力表飞出来差点爆头。

二者最大的差异就在于水热釜的结构太简单了,实际上就是一个可以密封的罐子,里面用四氟做个防腐蚀内衬。使用的时候把各种物料往釜里一加,然后水浴或油浴加热就可以了。这种设备一般用于一些不需要搅拌的高温高压反应。水热釜价格比较便宜,大概也就百把块钱的样子,一个实验室可以同时买好多个,平行开实验,效率还是比较高的。但关键在于,水热釜结构太简单了,为了降低成本,最简单的水热釜没有压力表,没有泄压阀,没有温度探头,就更不要提安全阀,爆破片这类的措施了。所以有些回答里提到,被害人是因为水热釜没有完全冷却,实际上内部还是高压的情况下强行打开水热釜,被釜盖炸死的。如果是水热釜的话确实有这种可能,因为根本没有仪表告诉你釜内温度有没有彻底冷下来,压力是多少。更何况是有可能在操作过程中直接进行了水冷,导致水热釜实际上是外冷内热的状态,更容易出现判断错误。

归根到底还是水热釜结构太简单了,实际上目前市面上有一些比较复杂的水热釜是可以配压力表和泄压阀的,价格也就贵一点点。但凡水热釜上挂着个压力表,告诉人里面的压力是70公斤,或者是有一个泄压阀,可以先手动开阀把压力降下来都不会发生这样的悲剧。

还有一点比较迷的就是如果容器内有压力的话,实际上无论是反应釜还是水热釜凭借人力都是很难打开的。一个女生能在这种情况下把釜打开简直是难以置信。

相对而言反应釜结构复杂很多,首先是反应釜有搅拌,原本搅拌是比较容易泄漏的地方,但是实验室规模的高压釜一般都用磁力联轴器带搅拌,因此问题也不大。另外反应釜本身参考了一些压力容器方面的设计,除了配置了压力表,温度计外还有安全阀和爆破片这样的安全措施,另外反应釜一般都有一个泄压阀,如果使用者着急开釜看实验结果的话,实际上是可以把泄压阀开启缓慢释放反应釜内气体,等到压力达到常压的时候就可以正常开釜的。可以说,如果是在使用反应釜的过程中出现带压拆釜这种低级失误的话,那完全就是使用者安全意识不到位了。

当然尽管反应釜安全措施比较到位,但我认为在实际实验室使用过程中还是会有安全隐患。

首先,就是设计反应釜的时候,有些做化学出身的老师,根本就不会参考相关的规定,设计的反应釜方案就有瑕疵,更有甚者有些人根本就不知道要配安全阀。

另外,还有一个普遍的现象就是,安全阀泄口没有接室外。这里与实验室的规划有关,所谓安全阀就是一个特殊的阀门,也就是上面那个图压力表旁边那个。类似于我们的高压锅,如果反应釜内压力超过危险值的话,这个阀门会开启,把反应釜内的气体排放出来。但现实中很多实验用反应釜的安全阀设计不合理,排气直接在室内,如果是有毒有害气体这就会危害人的健康,如果气体中含有易燃易爆气体,排放到室内可能直接被室内电器引爆,这样安全阀反而变成了危险阀。更加搞笑的是,有些人设计反应釜的时候,安全阀口的方位是对着人的,你去反应釜前面拧个阀门,抄个数据,安全阀直接对着你的脸,万一这时候安全阀起跳,高温高压气体直接就往人脸上招呼,设计及其不合理。

还有一个不容忽视的问题,那就是如果参考压力容器的规定,这种高压容器的仪表,包括温度计,压力表以及安全阀是要定期检查的。因为是仪表就会坏,就会失效,我们必须时刻确定他们在正常的工作状态下。但实际情况下,现实科研与生产中,几乎没有人包括我自己都会忽略这个问题。大家科研任务和项目繁忙的时候谁会有心思来考虑这个问题。但这就是安全隐患,我读研的时候有一次隔壁实验室出事故,事故的原因很简单,做反应的时候有结晶,时间长了以后,结晶把压力表和安全阀的管路堵死了,这个阀门都失效,直接把釜盖顶了。实际上实验室更应该注意仪表的检查,因为大家做实验首先是频繁操作,其次是物料情况复杂多变,最后学生操作的时候不规范的地方多,拧螺丝用力不对都有可能影响仪表和设备寿命,导致故障率增加,这种情况其实更应该注意仪表的检查。

还有就是腐蚀问题,化学化工实验室,常常是一套设备做多种反应,设备材质可能无法满足所有试验的需求,而且也会存在“就做一两次,没关系”这样的现象。长期操作已有设备就有可能受到腐蚀,其实均匀腐蚀也还好,比较可怕的是局部腐蚀。我之前工作的时候有个老工程师就跟我说过这样的案例,一个反应釜泄漏,整个釜体几乎完好无损,就是在底部有一个非常细微的裂纹。这种局部腐蚀非常隐蔽,危险性也很大。

实验安全事故可以说防不胜防,我们上学的时候或多或少都会听到哪里又死了人之类的新闻。

如果要改善的话我觉得有几点其实可以注意一下:

1.高校内实验室由于种种原因过于拥挤,一个60平米的空间,能放两个精馏装置,两台色谱,两台反应釜,外加一个马弗炉,还有其他设备若干,还能顺带让人办公。如此拥挤的环境容易磕磕绊绊,物料混杂,漏水漏电都容易出危险。而且环境拥挤杂乱也不利于之前说过的设备检修。

2.由于种种原因,或是因为商业,或是因为学术导向,很多课题组项目过于繁杂,一套反应釜伺候不同的反应物料和条件,人员今天做这个明天做那个,无形中加大了设备故障的概率,所以大家经常觉得设备容易坏,三年研究生两年修设备,就是如此,同时人员精力不集中,出错的可能性就更大。其实我觉得大学少做点课题,反正做了也没什么用。

3.然后安全教育不要只在入学入职或者出了事故以后做一次,应该定期做,人都有惰性,人都会油条,安全教育以后一个月如履薄冰小心翼翼,时间一长就开始大大咧咧,这很正常,人的心理学就应该是这样,因此安全教育应该要定期经常做。

4.还是建议化学化工实验室,要配专门的机修工和电工,几个课题组共用一个也是可以的。我知道很多老一辈的教授因为当初条件有限,自己学习的时候就是设备自己修,电自己接,他们可能会觉得现在的研究生,这也不会那也不会,好像退化了一样。但是从效率角度上,术业有专攻,如果一个学生三年研究生,两年都因为设备问题做不出东西然后在修设备,那才是真正的浪费。

最后还是希望能花点钱给实验人员弄点好设备,如果真按其他回答所说是水热釜爆炸,但凡给这个釜配个压力表悲剧都不会发生。


user avatar   wang-xian-nan-da-tian-cai 网友的相关建议: 
      

研究员是一个职称,正高职称序列中的一员,主任医师、教授、研究员,这是平级的。

所以既然是一名研究生身亡,北化所方面表态居然是“有人员在事故中死亡,但死者并非研究员”。

不论是北化所失言还是媒体带节奏,性质都很恶劣。

可以类比一下,医闹砍死了一个住院医,医院发表声明:“有人在院内死亡,但死者不是主任医师,(所以问题并不严重)。”

好歹对底层科研人员保持最基本的尊重啊…研究员会一天到晚亲自跑电泳抱反应釜?简直离谱。


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从本科到现在学了八年化学,深有体会的一点是:做化学实验,不出事故,不是因为实验做得细,而是因为实验做得少。


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现在很多研究生在实验室里,倒是很注重个人防护,知道有毒的东西躲得远远的,有害的东西不瞎搞,通风橱坏了就立马不做实验,这都是好事。加热装置、电气设备现在大家也都知道危险性,这也挺好。

但是传统安全教育里面有一个环节一直强调的不够,就是高压。很多安全教育资料里面有说过高压的危险性,但是强调得不够,但高压危险是无形的,最容易被忽视。

高压危险其实有两个方面,高压和高负压。高压是指高压反应釜这种设备,还有就是气罐。但是这些设备都有压力计,这种东西技术已经很成熟了,按理说参考压力计的标识做实验就不会有问题。但是我发现一些同学就很容易忽视压力计,平常取用惰性气体也都靠感觉拧活塞,这种习惯就非常不好。

至于高压反应釜,那个东西的问题更大。一般的高压釜随便就能上几百个大气压,如果不严格参照压力计的示数操作,后果没法预计,出人命都是轻的。

而且我预计这次事故也不是说压力在反应条件下就开釜了,那个我觉得很难相信。因为有几十上百个大气压压在螺纹上,一般人根本没法拧开;哪怕能拧动,这么大的应力也应该反应过来了。一般的水热釜的压强,也不是一般两三下就能拧开的。我估计是在降温降了一段时间后,经验主义觉得往常放这么长时间了,应该压力散的差不多了,然后也没看压力计、想都没想直接就开盖了,但是人预估时间是不准确的,而且也可能出现什么别的情况导致压力没有散那么快,然后结果就跟中了一发硬芯穿甲弹一样。

另一个方面其实关注的人更少,就是高负压

做分离的时候常常用到各种泵,就是用来抽气制造负压的。比如减压蒸馏,就要用泵抽,降低一些高沸点物质的沸点。但是很多同学就更本不理解各种常见气泵的适用范围。实验室常见的有水泵,隔膜泵,蠕动泵,油泵。一般情况下,实验室能用到的各种小型泵里面,保养得不错的油泵(油封旋片泵)的真空度是最高的。导致了一些同学为了图快,就什么东西都上油泵,也不用缓冲,我甚至见过拿油泵抽旋蒸来除DCM的,溶剂和产物喷得到处都是,非常浪费。

而且滥用油泵还有一个更危险的问题。任何玻璃仪器都有各自的设计承受压强,这都不能胡来的。比如锥形瓶因为形状原因,往往很难承受很高的负压。还有就是哪怕有一丁点裂缝的玻璃器皿,其承压能力都会极大下降。如果盲目上油泵来抽一些承受不了高负压的器皿,就很容易造成爆炸。而且往往这种爆发会把玻璃器皿炸得非常碎,对人的伤害极大。

对于高压和高负压的危险,在化学实验室的人一定要注意三点:1.读说明书,一定要再三确认自己操作的容器,无论是反应釜还是玻璃器皿,是否能承受相应的压力;2.看气压计,还要注意就是气压计的刻度是多少,是KPa还是MPa,差一个字差三个数量级。我就听说过有人拿MPa表当KPa表,以为没事了,最后出大事的例子;3.仔细听有没有漏气,漏气声应该被视为实验室能听到的最危险的声音信号,一旦听到漏气声就应该马上停止操作,无论是加热还是减压,等体系压力恢复正常后再检查气密性。


user avatar   miao-miao-bu-li-ni 网友的相关建议: 
      

化学安全事故多了去了,一起死亡事故后面就有好几起重伤,十几起轻伤,以及上百起人没事但是也是事故的事故。

目前对学生培训,最简单的是做题培训,这个方法能起到一定的效果,但是很浅,大部分专业性的危险这里面是遇不到的。

教师就应该对学生手把手的培训,但是可怕的是,我国经过这十年的学术大跃进,过于粗放,连老师都未必知道安全隐患的点。

而且我还相信以我国目前高校实验室的硬件建设情况,多半是不达标的。包括本身建筑结构,上下水,实验室面积等,旧楼很难达标。但是没办法啊,连楼本身都不达标,按理说无法做实验室,难道把楼炸了重建吗?


user avatar   dong-bu-dong-95-73 网友的相关建议: 
      

生化环材机 这些学科的安全事故每年都有,我的观点是:如果做这个实验 / 加工这个零件 / 读这个学位,收益极小甚至为负——但面对的可能的风险极大,这时候应该避免去做,

当大家普遍都有这种意识之后,实验室环境可能反而会更安全起来。


user avatar   xi-men-gui 网友的相关建议: 
      

我累计烧过的釜也有上千个了,烧釜这个事一直是化学领域出事的重灾区,危险防不胜防,不管是这次事故里的高压还是水热,隔一段时间总会出点事,无法避免,具体的原因是

1,烧釜这个事比较迷,烧的人根本不知道烧出来是什么,烧的过程反应机理是什么,有哪些中间成分,所以开釜前很难判断有没有危险,另一个呢,烧釜的影响因素也迷,比如烧的过程反应釜掉铁锈堵住螺纹了,拧不开了,搞得烧釜的危险防不胜防

2,现在烧釜的空间是越来越小了,中规中矩烧出来的东西别人都烧过了,所以很多烧釜的设计实验会追求极端环境,加点氢氟酸,浓硝酸,浓硫酸就是常事。有时候洗釜都要用烧硝酸来洗。搞得烧釜的危险越来越猛。

3,很多同学被迫疲劳烧釜,特别是那种一烧一大片的,疲劳烧釜很容易把东西加混,(复旦的烧釜同学就是把乙醇错当成水了),再者,烧釜就是重复性工作,疲劳烧釜的时候很容易心不在焉,忘记了安全防范。

4,实验室把实验计划排的太紧凑了,周三过滤,周四测试,或者上午必须处理,下午洗釜加药品,晚上放进去开第二锅,学生不着急才怪。

以上因素,皆不可完全避免,同学们也别觉得只要自己操作规范,就能避免危险了,烧釜的危险和你的成果一样玄学,不出这事出那事。吸入危险,液体飞溅危险,腐蚀危险,总有一个适合你的。

最后,告诉大家化学事故有多可怕,天津一个化工厂爆炸的死亡人数接近雅安地震的死亡人数。你怕不怕?


user avatar   chang-sheng-ju-shi 网友的相关建议: 
      

塔勒布在《非对称风险》中阐述了“风险共担”的概念,并认为如果想将风险转嫁给他人,需要支付一定代价,如果在不承担风险的前提下享受收益,是不道德的行为。

目前生化环材界存在着明显的非对称风险,好比某些危险性实验,导师只要拍下脑门,学生就要冒着生命危险去做,导师在几乎不用付出代价的情况下将风险转嫁给学生,却享受超额收益;反观遇到风险时,导师却可以通过“学生安全意识不够”、“操作不规范”等借口顺利开脱。

有意思的一点是,“风险共担”系统会通过淘汰犯错误的失败者实现自我进化。这件事故里失败者显然是这位不幸丧生的女生,而丧生的原因正是因为没有理解实验中的“非对称风险”。而劝退界也一直致力于让广大学子理解“非对称风险”,从而做出更有利于自己的选择。

这次事故显然是一次“非对称劝退”事件,女生承担了全部代价,用生命劝退了广大天坑学子,而享受收益的是因此事而转行的同学,在塔勒布的观点中,这是圣人的行为准则!

祝她在天堂一切安好!


user avatar   liu-qiong-67-35 网友的相关建议: 
      

毁天灭地的事故才有人看,而这一行对人的慢性伤害经常被忽视。

2011年南开化学楼重大爆炸事故,一位还有半年毕业的女博士被炸伤,面部完全毁容,手指炸断三根。后来我在学校见过一次,戴着一块纱布遮住了眼睛以下的部分,但额头有明显烧伤的痕迹,一生就这么毁了。

其它小事故听的太多了,过去烘干用的恒温烘箱是用水银温度计来控温的,水银温度计打破后散落在烘箱最底部,根本看不到,于是造成学生汞蒸气中毒,也查不到最初是谁打碎的温度计。

实验楼常年充斥着一股怪味,比较常见的是丙酮、乙醇、氨气等。不要扯什么通风橱,南开材料学院是新建的,整栋楼和里面的设备都是新的,照样常年一股怪味。原来我做实验用过呋喃和吡啶(可导致不孕不育),巴豆醛(剧毒),实验副产物光气(就是那个用于战场的著名化学武器)。由于需要通风,实验室冬冷夏热,大冬天吹着北方的冷风,用寒冷刺骨的水洗烧杯,洗几十秒手就冻得没知觉了,需要暖一会再接着洗;夏天三四十度的高温,穿着白大褂,必要时还要戴着面具做实验,汗流浃背。

当年我们班一名同学,保送研究生之后进实验室做实验,发现全身起疹子,离开实验室几天后自行恢复,最后没办法转了导师。

不少做实验的同学都提到过吃饭越来越闻不到气味,怀疑嗅觉受损。记得有一次一大早我去实验室,楼道里很明显一股氨味,当时只有一名隔壁组的同学在做实验,我跟他说你们氨气漏了,对方还问我:你闻到气味了?

这种恶心的事要多少有多少,恶性事故不多,更多的是在潜移默化中损害你的身体健康,很难说二十年后查出个白血病、癌症什么的,你找谁说理去?

说说我自大学至今12年化学之路遭遇的安全事故【转自果壳网】


user avatar   zeng-jin-zhe 网友的相关建议: 
      
当你发现一只蟑螂的时候,说明你的房子里已经有30只蟑螂了。根据海因里希法则,当你看到一起安全事故,你就应该明白,背后应至少29起轻微事故,300起未遂先兆,1000个潜在的安全隐患!更何况,连续十三年,年年都有安全事故,你应该明白这背后的安全隐患有多大!相比,理论学科(数学、统计)、信息学科(计算机、软件)、文科、商科哪里有这么危险。久在河边走,哪里能不湿鞋。

—— @霍华德 《我的劝退之总结篇》,2019年3月[1]

参考

  1. ^霍华德,我的劝退之总结篇,“材料专业转行方向”专栏 https://zhuanlan.zhihu.com/p/56874296



        

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