В 1938 году английская компания «Файсонс» основала на берегу полноводного Трента, близ городка Фликсборо в Англии, завод по производству сульфата аммония – широко используемого в сельском хозяйстве минерального удобрения. Завод многие годы приносил его владельцам хоть и небольшой, но довольно устойчивый доход. Однако низкие доходы все меньше и меньше удовлетворяли хозяев. И в 1964 году на базе завода минеральных удобрений организуется новая международная англо-голландская компания «Нипро» (Nypro UK), развернувшая производство химических волокон, сулящие ей высокие прибыли.
Химический завод Nypro до катастрофы (фото из газеты Scunthorpe Evening Telegraph)
Стимулом для изменения профиля завода послужило также то, что вскоре после окончания Второй мировой войны во многих странах увеличивается спрос на химические волокна. Они все больше вытесняют с рынка натуральные хлопчатобумажные, шелковые, шерстяные и льняные ткани. Возрастающая потребность в синтетических тканях объясняется их преимуществами перед натуральными. Так, ткани из химических волокон не поддаются гниению, стойки к воздействию агрессивных сред, обладают повышенной прочностью, износоустойчивостью, эластичностью и рядом других достоинств.
При этом надо отметить, что химические волокна применяются не только для бытовых нужд, но и для технических целей. Например, из полиамидного волокна изготовляют трикотажные изделия, ковры, рыболовные снасти, транспортерные ленты, фильтровальные ткани. Однако главным потребителем высокопрочных нитей из полиамида является транспорт. Корд – крученые нити большой прочности из химического волокна – используется для изготовления автомобильных и авиационных покрышек.
И еще одно обстоятельство сыграло немаловажную роль в быстром распространении химических волокон – сравнительно низкая трудоемкость их изготовления. На получение тонны хлопкового волокна затрачивается 238 человеко-дней, а на получение того же количества химического волокна в 4-5 раз меньше – 37-48 человеко-дней.
«Синтетический» бум охватил многие промышленно развитые страны. К середине 70-х годов мировое производство химических волокон достигло 10,3 миллиона тонн, из них на долю искусственных волокон приходилось 2,9 миллиона тонн, на долю синтетических – 7,4 миллиона тонн в год. Значительная часть синтетических волокон производилась на химических заводах Англии. Одним из них был завод компании «Нипро». Правда, изготовлялось на нем не само синтетическое волокно, а капролактам – исходный продукт для его получения.
Мощности завода наращивались. Объем производства с 2000 тонн в год увеличился до 5000 тонн. Планировалось в дальнейшем довести выпуск капролактама до 10 тысяч тонн. Постепенно завод во Фликсборо становился единственным поставщиком сырья для многих английских предприятий, выпускающих синтетическое волокно.
Здесь надо сказать и о том, что синтетические волокна наряду с многочисленными достоинствами обладают рядом недостатков. И самый главный из них тот, что как сами волокна, так и продукты, из которых они изготовляются, характеризуются повышенной пожароопасностью.
Сам капролактам – бесцветное кристаллическое вещество, имеет температуру вспышки 135 градусов, самовоспламеняется при 400 градусах. При горении капролактам плавится, растекается, выделяя при этом много черного густого дыма, в котором содержатся в высоких концентрациях токсичные вещества – окислы азота, аммиак, окись углерода.
Не меньшую пожароопасность представляет процесс получения капролактама. В качестве исходного продукта для его изготовления на заводе во Фликсборо использовался фенол. В технологических установках он после гидрогенизации превращался в окись циклогексана – циклогексанон. В производстве обращались также такие химические вещества, как аммиак, серная и азотная кислоты, природный газ, водород, бензол, которые необходимы были для работы технологических линий.
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 легковоспламеняющихся и взрывоопасных материалов. В заводских хранилищах постоянно находилось до 2000 тонн циклогексана, 3300 тонн циклогексанона, 4000 тонн капролактама, 2500 тонн фенола и других химических веществ. Шаровые резервуары и ряд других технологических емкостей не были доверху заполнены продуктами, что значительно повышало их взрывоопасность. Большое количество легкогорючего материала находилось постоянно в заводских установках в агрегатном состоянии, при повышенных температуре и давлении. Например, в производственной установке по окислению циклогексана (секция 25А), в соответствии с технологией, постоянно содержалось около 500 тонн этой легковоспламеняющейся жидкости.
Для безопасности столь пожаровзрывоопасного производства требовалась надежная система противопожарной защиты. На заводе была предусмотрена система противопожарной защиты секций и производственных установок, резервуаров, складов горючих материалов и веществ. В ней в качестве огнетушащих 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 5700 литров воды в минуту. Из каптажных 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 забрать воду пожарными автомобилями из реки Трент, протекающей вблизи завода.
Цехи и другие помещения были оборудованы электрической пожарной сигнализацией ручного действия. Разбив стекло, нажатием на кнопку извещателя, можно было передать сигнал тревоги на пожарную станцию, где был установлен сигнальный нумератор (контрольный щит). 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.
Система противопожарной защиты достаточно надежно функционировала, когда завод во Фликсборо производил удобрения и в ограниченном количестве выпускал капролактам. Но компания стремилась как можно скорее пустить на полную мощность установки по выпуску дефицитного сырья. В условиях резкого увеличения объема выпуска капролактама меры противопожарной и противовзрывной защиты, достаточные для небольшого предприятия, уже не могли обеспечить безопасность производства. К тому же, под давлением хозяев компании «Нипро», инженеры завода нередко шли на отступления от установленного технологического регламента, игнорировали требования безопасности. Все это не могло не привести к катастрофе.
Огромной силы взрыв 1 июня 1974 года в 16 часов 53 минуты сотряс завод и его окрестности. Взрывная волна, подобно смерчу, прокатилась по окрестным городкам и селениям, срывая с домов крыши, выбивая окна и двери, нанося увечья людям. Над заводом взвился громадный огненный шар. Пламя охватило производственные сооружения.
Взрыву предшествовала производственная авария на установке 25А, на которой осуществлялся процесс окисления циклогексана. Полученный в результате окисления циклогексанон отделялся методом дистилляции, а не вступивший в реакцию циклогексан возвращался в реактор на повторный цикл. Процесс окисления одновременно проходил в технологической цепи из шести реакторов вместимостью каждый по 45 тысяч литров при давлении 9 атмосфер и температуре 155 градусов. Реакторы были выполнены из мягкой стали толщиной 13 миллиметров и покрыты изнутри, во избежание коррозии, нержавеющей сталью толщиной 3 миллиметра. Снаружи каждый реактор имел термоизоляционное покрытие.
В процессе работы в одном из реакторов была обнаружена неисправность, что потребовало его демонтажа. В технологической цепи установки осталось пять реакторов. 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 на скорую руку. В результате во время работы реакторов труба деформировалась, произошел ее разрыв и через образовавшуюся трещину с большим шумом стал выделяться кипящий в реакторах циклогексан.
Вряд ли на заводе был хотя бы один человек, не знавший об опасности, которую представляет собой эта легковоспламеняющаяся жидкость. Циклогексан имеет большую теплотворную способность, в открытой емкости над его поверхностью образуются пары, вспыхивающие от открытых источников огня при температуре −18 °C, а нагретая до 260 °C жидкость воспламеняется даже без наличия внешних источников зажигания. В смеси с воздухом, пары циклогексана способны образовывать взрывоопасную концентрацию. Температурные пределы воспламенения паровоздушных смесей циклогексана колеблются от −18 °C до +20 °C. Рабочие и сотрудники заводской лаборатории, среагировав на возникновение возможного взрыва, быстро выбежали из помещений и устремились подальше от опасного места. Дежурный персонал не принял никаких мер, чтобы ликвидировать утечку циклогексана и предотвратить взрыв, хотя для этого было достаточно времени: выделение нагретого продукта продолжалось 45 минут.
Завод во Фликсборо, Великобритания, 1 июня 1974 года
Видимо, на заводе заранее не был разработан план действий администрации, дежурных инженеров и рабочих на случай аварийной обстановки, и они оказались беспомощными в создавшихся очень сложных условиях. Однако основную причину инертности дежурного персонала в предотвращении аварии и последующего взрыва нужно искать в его нежелании подвергать себя опасности и жертвовать жизнью ради спасения собственности англо-голландской компании «Нипро». Этот социальный фактор сыграл основную роль в обстоятельствах, приведших к катастрофе на химическом заводе во Фликсборо.
Авария на заводе принимала все более грозный характер. Реакторы установки 25A выбрасывали в воздух взрывоопасную массу разогретых паров, для воспламенения которых достаточно было малейшей искры. Над заводом на высоту более 10 метров поднялось тяжелое смертоносное облако, оно окутывало производственные здания, технологические колонны, резервуарные емкости. Медленно перемещаясь по ветру, пары циклогексана заполнили пространство диаметром около 200 метров.
Через 45 минут после аварии в реакторной цепи, когда грибообразное облако достигло водородной установки, произошел мощный взрыв. По силе он был эквивалентен действию 45-тонного заряда тротила, если бы он был взорван на высоте 45 метров от земли. В результате взрыва вспыхнул пожар, основной очаг которого охватил площадь 180 х 250 метров. Изолированные очаги горения возникли во многих других местах обширной территории завода. Над производственными строениями поднялся парус пламени высотой более 100 метров. Пылали здания цехов, разрушенные технологические установки, горели деформированные металлические резервуары, пламя выбивалось из поврежденных трубопроводов, от высокой температуры плавились цистерны из алюминия, 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 легковоспламеняющимися жидкостями и не выведена на аварийный режим установка получения водорода. Горючие вещества, циркулирующие по не перекрытым коммуникациям и находящиеся в поврежденных установках и резервуарах, давали обильную пищу огню.
Первое извещение о взрыве и пожаре поступило с завода на пожарную станцию в Сканторпе, находящуюся в 5 километрах от завода, в 16 часов 53 минуты. Дежурный офицер немедленно распорядился выслать по тревоге боевые расчеты пожарных. Воспользоваться кратчайшим путем пожарные автомобили не смогли из-за сильной задымлённости дороги и высокой температуры, под воздействием которой накалились кабины машин. Пришлось искать объездной путь. Следуя к месту катастрофы, пожарные видели разрушения, причиненные взрывом в населенных пунктах Хайстрит, Фликсборо, Сканторпе, 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 6 минут. Перед пожарными открылась картина гигантского пожара, охватившего здания и сооружения завода на площади около 4 гектаров. Предстояла долгая и изнурительная борьба с огнем. В районе водного причала на реке Трент удалось сосредоточить 20 пожарных автонасосов, прибывших из окружающих завод населенных пунктов.
Обеспечение подачи воды пожарными автонасосами на причале реки Трент (1 июня 1974 года, Фликсборо (Англия))
Личному составу пожарных команд пришлось всю работу по развертыванию сил и тушению пожара вести в изолирующих противогазах из-за сильной загазованности местности и токсичности дыма. Основные усилия были направлены вначале на поиски и оказание помощи пострадавшим в зоне взрыва и пожара. Скоро удалось найти и спасти двух пострадавших, но у пожарных не было данных о судьбе еще 30 человек.
Поиски их ни на минуту не прекращались. Весь обширный район пожара тщательно прочесывался специальной штурмовой командой пожарных, снабженных изолирующими противогазами и защитной термоодеждой. Они нашли несколько погибших, а также передали руководителю пожаротушения подробную оперативную обстановку в зоне интенсивного развития пожара. Им удалось установить, что главный диспетчерский пункт и административный корпус завода сильно разрушены, там следует искать возможные жертвы. Руководствуясь информацией, полученной от штурмовой команды, руководитель тушения пожара определил пути наступления на основные очаги горения.
Подъезд пожарной техники к месту пожара (1 июня 1974 года, Фликсборо (Англия))
Одновременно шла энергичная подготовка к наступлению 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 8000 метров выкидных рукавов, в том числе для питания лафетных стволов водой использовались рукава диаметром 150 миллиметров.
Разбор завалов на заводе Nypro (1 июня 1974 года, Фликсборо (Англия))
К 19 часам 30 минутам удалось перекрыть трубопровод, подающий природный газ на завод (14000 м3/час). Благодаря этому значительно уменьшилась интенсивность пожара, что несколько облегчило работу личного состава пожарных команд.
Тушение пожара сильно затруднялось слоем жидкости, который покрыл дороги, проезды и большую часть территории завода. Вылившиеся из поврежденных взрывом производственных установок, трубопроводов и цистерн мазут, бензол, аммиак, серная и азотная кислоты смешались с водой, образовав липкую, густую массу. Плотный дым сильно затруднял ориентировку на местности. Трудность состояла еще и в том, что пожарные были вынуждены оценивать сложную обстановку и принимать решения самостоятельно, так как техническая помощь оставшихся в живых работников завода носила случайный характер. Сказались отсутствие и недооценка руководителями компании «Нипро» необходимости заблаговременного планирования 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 по ветру на расстояний 25 километров от завода.
Эвакуация жителей окрестных селений после взрыва на заводе (1 июня 1974 года, Фликсборо (Англия))
Разрушенные взрывом заводские сооружения грозили обрушением. Нужно было соблюдать величайшую осторожность, ведя наступление на очаги пожара. В радиусе около 600 метров от центра взрыва все производственные сооружения и технологические трубопроводы оказались полностью уничтоженными или сильно разрушенными. Дальше 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, подвергалось уничтожению от губительной силы огня.
В непосредственной близости от завода находилось 20 жилых домов. Они сильно пострадали: окна вместе с рамами, двери оказались выбитыми, стены растрескались, черепица с крыш сорвана. Даже поле пшеницы, примыкающее к заводу, осталось без колосьев: взрыв далеко разметал весь урожай. Находившиеся на заводской стоянке комфортабельные легковые машины превратились в сплющенные жестяные коробки.
Взрывная волна причинила разрушения во всех населенных пунктах в радиусе около 6 километров от завода. Характерны разрушения в деревне Амкоттс, лежащей на расстоянии 600-1150 метров от места взрыва, на другом берегу реки Трент. Если смотреть из этой деревни, то низкие районы завода закрыты насыпной дамбой высотой 2 метра, которая ослабила действия взрывной волны.
В момент катастрофы один из жителей деревни работал в саду. Еще не было 5 часов, как молодой человек услышал пронзительный свистящий шум. Взглянув в направлении химического завода, он увидел над ним темное клубящееся облако. Вскоре не месте облака появился огненный круг. Не понимая, что все это значит, юноша оставался на месте, продолжая наблюдать за необычным явлением. Внезапно он был оглушен взрывом и отброшен через весь сад к дому. Его отца, только что вышедшего из дома в сад, отбросило к гаражу. От серьезных травм отца спасло только то, что двери гаража распахнулись до того, как он ударился о них. Оба жителя отделались лишь незначительными ушибами. Многие другие жители деревни были ранены осколками оконных стекол и черепицей, сорванной с крыш. В деревне Амкоттс сильно пострадало 73 дома из 77, во Фликсборо, лежащем на расстоянии 875-1200 метров от центра взрыва, и в направлении, противоположном деревне Амкоттс, из 79 домов разрушилось 72.
В субботу вечером, в воскресенье и в первой половине понедельника пожарные вели активные действия по ликвидации пожара. Для его тушения требовалось очень много воды. А с самого начала ощущалась ее нехватка. Противопожарный водопровод на заводе оказался разрушенным взрывом, энергопитание 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. Но все же пожарным удалось преодолеть возникшие трудности и, используя пожарные автонасосы, обеспечить подачу с реки на тушение пожара, главным образом на охлаждение резервуаров и металлических конструкций, 4500 м3 воды.
К понедельнику на заводе остались только небольшие очаги пожаров, в основном у фланцев трубопроводов, через неплотности которых происходила утечка горючего продукта. Эти небольшие очаги решено было оставить выгорать в течение двух недель, затем они были потушены и утечка продукта ликвидирована. Некоторое осложнение произошло 3 июня (в понедельник): в установке № 7 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 250 пожарных, из них 23 получили ранения, ожоги и отравления.
Пожарный отдыхает после 4-х часовой борьбы с огнем на пожаре (1 июня 1974 года, Фликсборо (Англия))
Жители Фликсборо и других населенных пунктов надолго запомнили взрыв и пожар на химическом заводе компании «Нипро». На самом заводе погибли 28 человек, находившихся в здании главного диспетчерского пункта, 36 человек получили серьезные ранения. От пожара и взрыва сильно пострадали все здания и сооружения на площади 24 Га. К счастью, катастрофа разразилась в субботний день, когда на заводе находился только дежурный персонал, наблюдающий за технологическим процессом. В окружающих завод жилых домах, соседних деревнях и в Сканторпе никто не погиб, однако 59 человек получили серьезные ранения, а сотни — незначительные травмы, в большинстве случаев порезы от разбившихся стекол. Повреждено было более 2000 зданий.
Катастрофа причинила материальный ущерб на колоссальную сумму – 36 миллионов фунтов стерлингов. Такой катастрофы английская промышленность еще не знала. Химический завод во Фликсборо практически перестал существовать. Это, естественно, отразилось на производстве синтетического волокна в Англии, без поставок которого не могли функционировать многие крупные промышленные предприятия.
Под давлением общественности государственный секретарь 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 25A явились следствием нарушения целостности технологической линии окисления циклогексана.
Инспектор обследует руины химического завода Nypro (1 июня 1974 года, Фликсборо (Англия))
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 пожароввзрывоопасных веществ и материалов, должны размещаться на безопасном расстоянии от жилых строений и других объектов. Но выводы и рекомендации следственной комиссии в условиях, когда в стране господствует частное предпринимательство, не имели реального значения. Выступавшие на заседаниях комиссии эксперты подчеркивали, что в Англии практически не существует единых, обязательных для всех ведомств и владельцев предприятий, государственных правил и стандартов по вопросам безопасности. Ради сохранения высоких прибылей и выживания в жестокой конкурентной борьбе владельцы предприятий часто полностью пренебрегают требованиями безопасности, идут на риск.
А между тем во многих странах все шире и шире развертывается массовое производство самых разнообразных химических продуктов и изделий, нашедших широчайшее применение в строительстве, технике и быту, В лабораториях и на заводах синтезированы тысячи твердых, жидких и газообразных химических веществ, пожарная опасность которых в ряде случаев еще мало изучена. Тем не менее, многие из них начинают использоваться в технологическом процессе. Новые вещества не могут быть применены 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 горючих пылей 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 дает 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 флегматизирующими веществами или иными средствами. Это очень важная и радикальная профилактическая мера, устраняющая при авариях возможность горения пожароопасного продукта, на заводе «Нипро» не применялась совсем, так как его владельцы не склонны были проявлять щедрость в вопросах, не относящихся к получению прямой выгоды.
В цехах химических заводов, в которых преимущественно используют или получают твердые пожароопасные вещества, очень эффективной мерой подавления пожаров и загораний является использование так называемой быстродействующей автоматической пожаротушащей системы (БАПС). В комплекс этой установки входят такие узлы и приборы, как быстродействующие контрольно-пусковые приборы, перекрывные клапаны, насосы, задвижки, пламегасители 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 ликвидировать загорания твердых химических веществ не позднее чем через 3 секунды. Мало еще изучено биологическое воздействие на человека продуктов термического разложения полимерных и других химических материалов и веществ. 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 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 «Нипро» имел под руками индивидуальные изолирующие противогазы, то он мог бы многое сделать для предотвращения катастрофы или снижения ее разрушительных последствий, учитывая довольно продолжительный период времени от начала утечки циклогексана до момента взрыва.
Хотя катастрофа на химическом заводе «Нипро» и приковала на некоторое время внимание общественности Англии, она не заставила решительным образом пересмотреть принципы организации мер безопасности в промышленном производстве и методы защиты химических предприятий от пожаров.
