제목 : 중간 생성물저장조 폭발
속보번호: 안전제2000-48호
날짜 : 2000년 11월
업종 : 화학제품제조업
기인물 : 저장조
재해유형 : 화재폭발
피해정도 : 사망6명,부상19명
공정 : MEK-PO공정에서 MEK-PO의 급격한 분해로
1. 사고개요
2000. 8. ○. 전남 여수시 여천공단에 소재한 ○○회사 여수공장의
MEK-PO(Methyl Ethyl Ketone Peroxide)공정에서 MEK-PO의 급격한 분해로
폭발사고가 발생하여 근로자 6명이 사망하고, 19명이 부상당했으며,
공정건물과 공정설비의 완전 파손 및 인근 7개공장이 부분적으로 파손되는
사고가 발생함.
2. 사고발생공정 및 물질의 특성
가. 물질의 특성
┏━━━━┯━━━━━┯━━━┯━━━┯━━━━━━━┯━━━━┓
┃구 분 │폭발범위 │인화점│발화점│증기압 │비 중 ┃
┣━━━━┿━━━━━┿━━━┿━━━┿━━━━━━━┿━━━━┫
┃MEK │1.4∼11.4 │-9℃ │404℃ │100mmHg@25℃ │0.81 ┃
┠────┼─────┼───┼───┼───────┼────┨
┃H2O2 │- │- │- │- │1.46 ┃
┠────┼─────┼───┼───┼───────┼────┨
┃H2SO4 │- │- │- │- │1.84 ┃
┠────┼─────┼───┼───┼───────┼────┨
┃DMP │- │132℃ │549℃ │- │1.19 ┃
┗━━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━┷━━━━━━━┷━━━━┛
○ MEK-PO
MEK-PO는 일정온도(80℃)이상에 달하면 자유라디칼(Free Radical)을
형성하면서 급속분해하여 폭발하는 위험성이 있음.
- 산·알칼리와의 접촉시 폭발함
- 코발트·철 등의 금속이나 목재, 섬유 등과 접촉시 폭발적으로 분해함.
- 열, 자외선, 충격 또는 마찰 등에 의하여 분해 폭발함.
○ 제품(MEK-PO + DMP)의 물성
- 인화점 : 82℃
- 비 중 : 1.16
- 기 타 : 정확한 자료 없음.
나. 공정개요
MEK
─────→ ┌──────────┐ 4℃, 상업에서 황산
H₂O₂───→ │ 반응공정(V-506/507)│ 촉매하에 반응
DMP ───→ └──────────┘
(안정제)
↓
┌──────────┐ 상온, 상압에서 분리
폐산 ←───┤ 분리공정(V-508/515)│
└──────────┘
↓
┌──────────┐ 30℃, 상압, 2시간
CaCO₃───→│ 정제공정(V-509/510)│ 중화후 12~15시간 숙성
└──────────┘
※DMP 존재하에 80℃ 이하
↓ 에서 안정함.
정제조의 온도는 30℃
에서 조정되며 33℃에서
경보 및 냉각수 자동 공급
MEK ------→ ┌──────────┐ Spec. 조정
│ 저장(V-511/512) │
DMP ------→ └──────────┘
↓
┌──────────┐ 5kg 및 10 kg PE용기 적하
│ 포장공정 │
└──────────┘
3. 현장조사 확인사항
가. 사고당시의 운전상태
○ 폭발사고 당시의 운전온도, 압력, 액위, 전류계 등의 지시기록을 확인할
수 있는 기록장치, 전송기, 터미날 스위치 등이 완전히 소손되었고 운전
일지, 작업지시서, 자재 불출기록 및 정비기록 등도 화재로 인하여 모두
타버려 확인이 불가능하였음.
○ 사고공정 근로자들 전원이 사망하여 당시의 운전상태를 직접 확인하는
것이 불가능하였음.
○ 이에 따라, 폭발흔적, 파편 이격상태, 현장의 용기, 파단상태 등과
공장장의 피의자 진술조서 내용을 기초로 추정함.
나. 폭발설비
○ 중간 생성물저장조(V-510), 여과기(FT-501) 및 제품저장조(V-512)는
강력한 폭발에 의하여 Shell과 Jacket이 모두 파손되었으며
○ 특히, V-510, V-512의 맨홀과 메인 덕트(16″) 등은 150m∼500m 떨어진
곳에서 발견되었음.
다. 사고관련설비의 피해상태 확인
○ 현장의 파손된 용기, 펌프, 배관 등의 형상을 조사한 결과 사고 현장에
남아있는 설비중 반응기(V-506/507)는 외부충격으로 찌그러졌을 뿐 반응기
내부폭발의 흔적은 없었음.
○ 중간 생성물저장조(V-509) 및 제품저장조(V-511)는 액면계 LI-501 및
LI-505가 부착된 채 현장에 전도되어 있었음.
4.사고원인
사고당시 사고공정의 근로자들 전원이 사망하였으며, 운전일지, 작업지시서,
자재 불출기록 및 정비기록 등도 화재로 인하여 모두 타버려 정확한 사고원인
을 파악하기가 매우 어려웠으나 폭발흔적, 파편 이격상태, 현장의 용기,
파단상태 등과 공장장의 피의자 진술조서 내용을 기초로 다음과 같은 추정을
하였음.
┌───────────────────────────────────┐
│ 사고원인추정 : 중간 생성물저장조(V-510)에서 적절한 중화처리를 하지 │
│ 않아 잔존황산과 MEK-PO가 분해폭발 │
└───────────────────────────────────┘
검토 :
○ MEK-PO가 황산과 혼합되어 있는 상태에서 80℃를 초과하면 MEK-PO는
자유라디칼을 형성하면서 급속 분해하여 폭발하는 위험성이 있음.
(지방족계 유기약품편람)
○ 더욱이 이 상태에서 교반하게 되면 온도가 급격하게 상승하여 분해·폭발
을 일으킬 수 있으며 다음과 같이 추정할 수 있음.
-8월 ○일 중화작업을 실시하지 않고 다음날(8월 23일)이 휴무인 관계로
미루었거나 중화작업이 실시되지 않은 상태에서 사고당일 중화된 것으로
착각할수 있으며,
-8월 ○일 08:30경 출근하여 중간 생성물저장조(V-510)의 교반기를 가동
하고, 펌프를 기동하여 여과작업(FT-501)을 시작하므로서 중간 생성물
저장조는 온도가 서서히 상승되었을 가능성이 있음.
-약 1시간 30분 경과하였을 때 중간 생성물저장조(V-510)에서 펌프(P-509)
를 이용하여 제품저장조(V-512)로 이송작업을 하는 과정에서 분해폭발이
발생한 것으로 추정됨.
5. 사고교훈 및 재해예방 대책
가. 안전을 고려한 설계 및 제작
· 분해폭발을 일으킬 수 있는 설비들의 원격운전
· 쟈켓부의 냉각수 온도조절 기능개선
· 비상시의 덤핑 시스템 설치
· 중화제 투입시설과 계량방법의 개선
· 대기압 탱크의 통기설비 설계기준 강화
· 폭발가능 설비에 대한 방폭벽 설치
나. 작업안전수칙의 강화
· 중화, 가온, 정치공정의 야간감시체제 강화
· 설비의 기동ㆍ정지시 철저한 작업안전수칙의 준수 및 교육, 관리ㆍ감독
의 철저
· 정치된 중간 생성물을 재사용할시에는 그 물질의 분석을 통하여 사용전
사용가능여부를 철저히 점검해야 함
6. 관련사진
[그림 1 ]
전파된 MEK-PO 공정구역
[그림 2 ]
외형만 손상된 #1 반응기
[그림 3 ]
폭발압력으로 2층에 전도된 #2 반응기
[그림 4 ]
중간 생성물 저장조(V-509)의 형상
[그림 5 ]
전도된 제품저장조 V-511의 하부
[그림 6 ]
Shell과 Jacket이 완전히 파열된 중간생성물 저장조(V-510)
[그림 7 ]
본체가 파열된 제품저장조 V-512의 동체부분 파편
[그림 8 ]
폭발로 비래한 V-510, 512의 16 덕트
|
