六、立体动态轨迹交合论与事故的偶然性

事故不仅是其内在众多不安全因素(人、机、物、管理、环境等)相互间可能的各种逻辑对应关系和轨迹逻辑交合的结果，而且是立体动态交合的结果。

案例1

在进行一个Claisen重排反应时突然发生爆炸，通风橱玻璃被震碎，还殃及另外两个反应。该反应式如下所示：

而下面的反应，尽管反应温度更高；反应时间更长，反应物质量从100mg到30g不等，做了很多次，都没有发生爆炸，反应式如下所示：

虽然是同一类反应，但是发生爆炸的反应肯定有其不同之处，要么轨迹不同，要么轨迹运动过程不同，都需要进一步探讨。例如，人的轨迹：温度和搅拌速度的调节、密闭性操作、其他的人为轨迹；物的轨迹：底物分子结构的危险特性(如爆炸性基团和热焓等)、原料的纯度、杂质含量、杂质对反应的影响、反应热释放速度、反应热释放高潮与油浴环境温度的内外相互交合、其他轨迹：机的轨迹：反应瓶的强度、疲劳度、其他轨迹；环境的轨迹：反应液上空的情况、与液体的体积比等情况、油浴温度、其他轨迹；上述诸多轨迹变化过程存在诸多轨迹交合点的时机和位置。只要有一个或多个轨迹不同、或多出或减少，就可能协同相关轨迹的交变而成为这次爆炸的事故原点。

通过仔细比对和定性、定量分析，运用归类、排除等方法，基本确定化合物1或2的爆能比值这一轨迹比3a、3b、3c略高，这可能就是此次爆炸的事故原点。

有些令人难以置信的事故看起来很偶然，想办法模拟都难以成功，这是因为我们还没有找出相关轨迹以及它们相互间可能的各种逻辑对应关系、轨迹交合点和逻辑发展的规律，也就是说，既没有找到事故原点，又没有找到事故原线或事故原区，如卜面的案例。

案例2

某研发人员做一个用硼烷还原羧酸的反应，反应式如下所示：

在0℃和氮气保护下，将BH2·SMe2(10mL)逐滴加入化合物1(10g，33mmol)的THF(50mL)溶液中。滴加完毕，反应混合液在20℃搅拌Ih。然后将反应混合液转移到闷罐中，加热至70℃反应过夜。反应混合液用饱和氯化铵水溶液(200mL)淬灭，并用乙酸乙酯萃取两次，每次150mL。

该反应同时进行8个平行反应(10g×8)，将8个反应所需的原料一起在低温下完成加料，室温搅拌1h，在无气泡冒出后，平均分配转移到8个100mL的闷罐中，在70℃左右反应。反应1h后，其中个闷罐爆炸，闷罐底部被炸脱，通风顶部被炸穿，一个搅拌器和两个油浴锅以及通风橱玻璃损坏。

这个反应在过去的一年里做过近百个批次，都平安无事。这批的8个平行反应也只有一个闷罐发生爆炸。图3-12足爆炸后的场面，图3-13是爆破的闷罐。

图3-12 爆炸后的场面

图3-13爆破的闷罐

原因分析：这虽然是一个偶然事故，但里面蕴含着必然性。爆炸的成因是化学热能瞬间释放以及压力过大的物理爆炸，而且压力过大在多数情况下仍是化学作用的结果。此次爆炸可能是两个因素都有，需要进行反应热测定，通过定量分析才能确定。另外，闷罐留有的安全空间很小也可能是发生爆炸的一个重要因素。

虽然是有8个平行反应，但是发生爆炸的闷罐及该反应肯定有其不同的地方，需要进一步详细分析。例如，人的轨迹：是否平均分配成8瓶、先后顺序、分配时的温度、浓度、油浴温度的调节(高低和速度)、其他轨迹；物的轨迹：氢气释放的充分性、物料的温度和浓度、其他轨迹；机的轨迹：闷罐的强度、疲劳度、其他轨迹；环境的轨迹：罐内气液两相空间的比例、油浴温度、其他轨迹：

上述诸多轨迹运行过程存在诸多轨迹交合点的时机和位置。只要有一个或多个轨迹不同、或多出或减少，就可能协同相关轨迹的交变而成为这次爆炸的事故原点。此事故的原点仍在探索中。

以上两个案例说明，许多偶然性的事故其实是必然性的表现，很多不安全因素组成事故的必然性。现实中，包括上述两个案例在内，有许多事故未能解析明了，人为模拟的重现性很差，就是因为难以找全事故的所有必然因素，不能完全透析所有相关轨迹，包括很微小的轨迹，没有搞清相关轨迹的运动过程以及相关轨迹交合点的位置，总之，没有找到事故的原点。这就是“我前面根据文献方法已经安全地做了几十个批次同样的反应，唯独这一次莫名其妙地发生了爆炸”的问题所在。

一方面，有许多未知世界没有被人类认识和掌握，这些未知世界或许就是引发事故的因素；另一方面，有些好像与事故无关的轨迹，但在某些情况下，却成了事故的实质性轨迹；还有就是各轨迹的交合点并非一个，可能随着某轨迹的变化而变化。

对于化学反应或后处理来说，其过程和系统是动态的，受很多因素或条件影响，任何扰动都可能造成过程和系统的变化，事故交汇点也随之变化。有些交汇点简单粗犷，如炸药、爆炸极限等引起的事故；有的很精细复杂，以至于人为很难模拟出事故交汇点的状态，难以找出事故原点。但我们相信只要花精力和时间去进行认真仔细的比对，通过定性、定量分析，运用归类、排除等方法，祸首轨迹、运行过程及交合点是可以被发现和确定的。立体动态轨迹交合论是指导我们分析事故成因，以便于对症下药、日后整改，避免再次发生的有力武器，但需要在安全实践中进一步拓展和探讨。

七、避免轨迹交合的方法

(一)识别轨迹

加强多层面SOP和专业知识的学习，增强对各类轨迹的识别能力。

(二)移除或纠正人的不安全行为

因为物(机)的轨迹和环境的缺陷都从属于人的轨迹，所以相关人员首先要加强相关法律法规、规章制度、专业理论和操作规程的学习，从理念、行为习惯上杜绝、移除或纠正人的不安全行为，从源头上根除引起事故的各种相关元素。

(三)改变和控制物(机)的不安全状态

运用本质安全的基本方法。例如，用消除、减少或替代等方法来改变物(机)的不安全状态；用工程防护、安全技术和行政管理来引导、缓和和控制物(机)的不安全状态。

(四)错开交合

研发实践和生成实践中，很难全部杜绝各方面的不安全因素，要做到没有任何风险几乎是不可能的、这就需要我们善于避险，错开相关轨迹的恶性交合，因势利导，化险为夷。

文章来源：《有机合成安全学》

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