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温岭槽罐车爆炸已致19人遇难!液化石油气真的比液化天然气更易燃易爆吗?

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6月14日上午,浙江省温岭市政府就G15沈海高速槽罐车爆炸事故召开首场新闻发布会。据初步调查,6月13日下午,牌照为浙CM9535的液化石油气槽罐车,由宁波开往温州,行驶在G15沈海高速温岭市大溪镇良山村附近的高速公路上,发生了爆炸。截至目前,事故已造成19人遇难,172人住院治疗,其中重伤人员24名,周边建筑物受到不同程度的损坏。
图片来源:@央视新闻
液化石油气(简称LPG)与通常所说的液化天然气(简称LNG)有何区别?为什么液化石油气槽罐车爆炸会引发如此大的危害?
LPG和LNG均属易燃易爆危险品
有网友表示,液化石油气易燃易爆,而液化天然气属于温和燃料,不易爆炸。
液化石油气是丙烷和丁烷的混合物,并伴有少量的丙烯和丁烯等。通常会加入一种强烈的气味剂乙硫醇,这样一来,石油气泄漏会很容易被发觉。
液化天然气的主要成分是甲烷。液化天然气是天然气经压缩、冷却至其凝点,即零下160℃左右后变成液体,使用时再重新气化。在压缩、冷却过程中,已经将硫、二氧化碳、水分等杂质去除。因此,在重新气化燃烧时,排放出的污染气体要比液化石油气、柴油、重油等少50%以上。
图片来源:央视新闻
中国农业大学力学教授陈奎孚14日接受科技日报采访时表示, 液化天然气的主要成分是甲烷,绝非是温和燃料,和液化石油气一样,属于易燃易爆的危险化学品,对其安全性同样不可忽视。
具体来看,液化石油气的风险更高。首先,液化石油气的热值为比液化天然气高出近3倍,即同等热值下,1方液化石油气相当于2.6方液化天然气。前者的着火点为460℃,后者为650℃。从运输情况看,液化石油气是常温运输,液化天然气一般是低温运输,罐体内温度在零下160℃左右,一旦泄漏,刚开始主要是冻伤危险。液化天然气泄漏后,需要从环境中不断吸收热量,然后气化形成易燃易爆的混合气体,可以说,从泄漏到爆炸,会有一个更长的缓冲时间。
1公斤LPG燃烧热量约等于10公斤TNT炸药威力
一辆装载量为20吨的液化石油气槽罐车,爆炸时为何会引发如此巨大的危害?
数据显示,1公斤液化石油气的热值约为46100千焦,1公斤的TNT炸药的爆炸能量约为4200千焦。因此,1公斤液化石油气完全燃烧的热量约等于10公斤TNT炸药的威力。而一颗手雷含有约50克TNT炸药,也就是说, 一只家庭常用的满罐煤气罐,爆炸热量相当于3000颗手雷,足以炸毁两层楼房。
陈奎孚告诉科技日报记者, 能量并不等同于威力TNT炸药爆炸反应的时间一般为十万分之一秒,能在极短时间内产生巨大的压力和冲击波;而液化气爆炸反应时间约为数百分之一秒至数十分之一秒,产生的压力一般为几十大气压。因此, 相同质量的液化气爆炸产生的威力小于TNT炸药。
图片来源:央视新闻
但是此次爆炸为何威力如此巨大?陈奎孚分析说, 储存液化石油气的槽罐有15个大气压,一旦罐体、阀门或管路破裂,液化石油气泄漏时就会变成气态,与空气混合,发生爆炸。“此外,此次爆炸发生在房屋密集区,被炸飞的槽罐车砸塌路侧的一间厂房,并引发了二次爆炸。”陈奎孚说。
槽罐车是一个封闭的罐体,为了分散液体对罐壁的压力,罐体一般为圆柱体;考虑到各类油品热胀冷缩的情况,不能装满。装载液化石油气的罐体有效容积一般是在50-60立方米之间,满载系数约为90%。罐体上部有安全阀,正常情况下,罐体是封闭的。
有业内专家这样分析:由于浙CM9535事故车辆进入匝道时速度过快,车辆失控,阀门箱遭受严重侧撞,液化气泄漏,引起后方两车起火后,槽罐车也开始起火。槽罐车应该共发生了2次爆炸,第一次是罐体受到高温烘烤造成罐内油品蒸发沸腾急剧气化,容器内压力急剧上升,引起了物理爆炸;第二次是罐体爆破后,泄漏的液化石油气遇到空气后,发生的化学爆炸。而槽罐车上部的安全阀未能正常起跳,丧失了避免罐内爆炸的最后一个机会。有经历多次爆炸事故调查的专家推测,由于液化石油气泄漏量过大,在燃烧的同时迅速达到爆炸极限,爆炸产生的冲击波把罐体冲到了厂房之外,罐体从空中坠落,再次引发燃烧。
上海应用技术大学城市建设与安全工程学院安全工程(消防工程)副教授麻庭光表示,从视频可以看出,爆炸现场的冲击波非常强。只有液化石油气和空气预混到一定的化学计量比才能发生。 通常液化石油气泄漏的过程中,不一定会发生爆炸,因此本次事故的泄漏过程、挥发过程和爆炸过程,还有待深入的调研。
危险化学品运输车辆是流动的重大危险源
G15沈海高速槽罐车爆炸事故,是近20年来最严重的一起运行中的液化石油气槽罐车爆炸事故。 公安部交管局表示,经初步调查,发生爆炸的槽罐车未与任何车辆接触,爆炸并非因追尾引发。
我国是危险品的生产和使用大国,据统计,每天有近300万吨危险物品在道路上运输。
中国化学品安全协会6月14日公布了“五大典型危化品运输事故案例解析”,分析了荣乌高速山东莱州段2015年“1·16”事故、京沪高速江苏淮安段2005年“3·29”事故等。并强调,危险化学品运输事故不同于一般运输事故,往往会衍生出燃烧、爆炸、泄漏等更严重的后果,造成经济损失、环境污染、生态破坏、人员伤亡等一系列问题。危险化学品对运输车辆要求较高,承运危险化学品的运输车辆是流动的重大危险源,相比普通车辆更容易发生事故,而且事故具有突发性、复杂性和更大危害性。
资料图。图片来源:@天山网
从相关工商信息查询可发现,此次事故涉事车辆归属温州市瑞安市瑞阳危险品运输有限公司。该公司从2016年以来,共有11次行政处罚,原因包括违反特种设备安全管理规定、未按照规定的周期和频次进行车辆综合性能检测、技术等级评定等。
陈奎孚强调,对于危险化学品运输车辆来说,后期维护、管理成本高,企业必须把安全放在第一位,加大投入,国家相关部门也需要进一步加强管理。
比如为提高车辆运输的安全性,包括危货车辆在内的货运车辆均需要安装后下部防护装置,但该装置主要针对的是防止小汽车追尾钻入货车后下部,对罐车罐体后部的防护几乎没有。车道偏离和前向碰撞预警是推荐安装,部分省份要求全部安装,部分省份尚未启动。
《危险货物道路运输营运车辆安全技术条件》(JT/T 1285-2020)是一项专门针对危险货物道路运输车辆的技术标准,2020年4月1日起正式实施。 根据新危货车辆标准,常压罐车需要安装后部防护装置,该装置能预防追尾碰撞对罐体后部的撞击,新车要求强制安装车道偏离预警和前向碰撞预警系统。
“总体上来说,新危货车辆标准对降低事故有益。不过,很多事故发生原因较为复杂,除了车道偏离和前向碰撞外,其他类型事故的发生率也是比较高的。而且受到新冠疫情影响,新危货车辆标准实施时间也在推后。”一位从事安全运输研究的专家说。
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