제목 : 반응기에서 인화성물질의 증기가 누출되어 폭발과 화재가 발생
속보번호: CCPS-9801
날짜 : 1998년 03월
업종 : 화약제품제조업
기인물 : 반응기
재해유형 : 화재폭발
피해정도 : 사망1명,부상37명
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│화재·폭발 사고 │
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1. 사고발생 개요
1998. 3. ○○ 17:50분경 부산광역시 사하구 ○○동에
소재한(주) ○○의 반응기에서 인화성물질의 증기가 누출
되어 폭발과 화재가 발생하므로써 반경 1㎞이내의 공장과 주
택이 파손되는 등 사망 1명과 37명의 중경상자가 발생하였음.
2. 사고발생 설비
가. 사고발생 공정도
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│원 료 투 입 │
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│교 반 │
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│승 온 │
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│반 응 │
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│검 화 │
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│출 하 │
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※ 1Batch : 9시간
나. 공정설명
원료인 메틸알콜, 이소프로필알콜, 메틸아크릴레이트, MMA
등을 핸드 펌프로 반응기에 투입하고 촉매를 깔대기를 통하
여 투입하고 맨홀을 닫고 원료공급 배관에 설치된 차단밸브
를 잠근다. 먼저 교반기를 돌리면서 반응기 자켓에 스팀을
서비스하여 온도를 65℃까지 올린 후 스팀 공급을 중단하고
반응기 상부에 설치된 콘덴서에 냉각수를 투입한다. 발열반
응에 의하여 반응기 내부의 온도가 75℃ 정도까지 올라간다.
약3시간 후에 반응이 완료되면 반응기의 온도가 내려간다.
반응기의 온도가 내려가기 시작하면 가성소다를 투입하여 점
화한다.
다. 사고현장
o 공장위치도
[그림 1]
o 설비배치도
[그림 2]
라. 반응기 사양
- 용 량 : 3㎥
- 크 기 : 직경 1.5m × 높이 1.8m
- 재 질 : Stainless Steel
- 부속품 : 콘덴서 1기
믹서 W/Motor(15kW, 일반형) 1기
원료 및 촉매 투입 Funnel 2기
마. 시스템 개략도
[그림 3]
바. 물질특성 및 사용량
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│ 품명│메틸알콜│이소프로필│에틸아크릴레│메타메틸아│아크릴│아크릴로│
│물성 │ │알콜 │이트 모노머 │크릴레이트│산 │니트릴 │
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│분 자 식 │CH3OH │(CH3)2CHOH│CH2=CHCO │CH2=CCH3 │CH2CH │CH2=CHCN│
│ │ │ │OC2H5 │COOCH5 │-OOCH │ │
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│인 화 점℃│12 │11.7 │9 │10 │50 │0 │
├─────┼────┼─────┼──────┼─────┼───┼────┤
│발 화 점℃│385 │460 │372 │421 │438 │481 │
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│폭발범위% │6∼35.6 │2.0∼17.7 │108∼15 │1.7∼8.2 │2∼8 │3∼17 │
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│비 점℃│64 │82.4 │99.7 │100 │141 │77 │
├─────┼────┼─────┼──────┼─────┼───┼────┤
│사 용 량 │150 │180 │240 │140 │약간 │약간 │
│㎏/Batch │ │ │ │ │ │ │
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3. 사고발생 당시상황
o 3월3일 16:00경부터 원료를 투입하기 시작하여 17:10분경에 원
료 투입을 완료하고 교발기 스위치를 올림.
o 반응기의 자켓에 스팀 공급 시작(20분 후 밸브를 잠금)
o 약 30분경이 경과한 후에 온도가 85℃이상 올라감.
o 작업자가 가스가 새는 소리를 덛고 대피함.
o 2층에 근무하고 있던 우성화학연구소의 천성진 과장에 알림.
o 천과장이 공장으로 들어간 후 사고가 발생함.
4. 사고원인
가. 위험분위기 형성
o 반응개시를 위해 증기(2㎏/㎠g, 121℃)를 공급하여 내용물의
온도를 65℃까지 승온시킨 후 반응열에 의해 75℃ 이상으로
온도 상승되지 않도록 냉각수를 공급하여야 하나 운전원의 조
작 미숙으로 냉각수 공급 밸브가 잠겨 잇어서 반응기 내부온
도가 85℃까지 급상승함.
o 반응기의 온도가 내용물의 비점이상이 되면서 생성된 증기가
운전원의 실수로 열러 놓은 원료를 공급하기 위한 깔대기 및
콘덴서 베트라인을 통해 실내로 누출되어 확산되었음.
나. 점화원
o 반응기 상부의 전도기 등이 비바이폭 설비임은 물론 전기
Terminal Box가 노출되어 있었음.
o 사망자가 응급조치를 위하여 급히 실내로 들어가 스위치를 조
작하는 순간에 전기 스파크에 의하여 간연성 증기가 점화 폭
발되고 화재로 이어진 것으로 추정됨.
다. 운전원 부족
o 공장 운전원을 97년 중반까지는 10여명으로 유지하여 왔으나
경제 사정악화로 금년에는 2명(1명은 사장 부인으로 보조원에
불과)으로 줄어들었음.
o 사고설비와 같은 반응기(Batch Reactor)의 운전은 운전자가
원료 투입부터 반응 완료까지 많은 수작업을 해야하므로 팀운
전(최소 2명으로 구성)이 필수적이나 사고시 실질적인 운전원
은 1명뿐 이었음.
o 금년 들어서 한달에 한번정도만 운전이 이루어지므로서 반응
기 운전에 대한 숙련도의 유지에도 큰 문제가 있음.
라. 기 타
o 본 설비는 콘덴서 상부에 설치된 벤트 배관에 차단밸브를 설
치하는 경우에는 안전밸브를 설치하여야 하나 설치하지 않음.
o 반응기로부터 벤트되는 위험물질은 안전한 곳으로 배출시키거
나 환경오염방지 시설을 설치하여야 하나 이에 대한 조치를
하지 않았음.
5. 재발방지대책
o 방폭전기기계·기구의 엄격한 설치 및 관리
인화성 액체를 취급하는 장소는 방폭지역으로 설정하고 기준에
맞는 방폭기계기구를 설치하여야 함.
o 미숙련 운전원의 단독 운전금지
공정을 이해하지 못한 미숙련자는 충분한 교육 후 단독운전이 아
닌 2∼3명이 운전하도록 함.
o 영세사업장에 대한 공정안전관리 기술보급
공정안전관리대상이 아니더라도 위험물질을 취급하는 반응공정이
있는 사업장을 파악하여 공정안전관리 기술보급
[그림 4]
사고현장
[그림 5]
잠겨져 있는 냉각수 공급 밸브
[그림 6]
밸브가 열려져 있는 연료공급 깔대기
[그림 7]
비방폭형 전동기 및 개방된 터미널 박스
[그림 8]
콘덴서 벤트배관에 설치된 차단 밸브
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