제목 : 열매 충전 작업중 이상반응으로 폭발
업종 : 화학제품 제조
기인물 : 열매(HTS)
피해정도 : 사망1명
재해유형 : 폭발
날짜 : 1993년 01월
1. 재해개요
1993년 1월 ○일 11:45분경 석유화학단지내 ○○(주)의
MMA제조공정의 반응열을 제거하기 위한 열매저장탱크(HTS Hold Tank)에
열매 충전후 열매 투입용 임시슈트(Chute) 제거작업중 급격한 내부압력
상승으로 고온의 열매가 분출하여 작업자 1명이 사망한 재해임.
2. 재해발생 설비
가. 공정개요
┌───────┐ ┌───────┐
│ 폐 열 회 수 ├─▶ │ 스 팀 생 산 │
│ (폐열보일러) │ └───────┘
└─────┬─┘
▲ │
│ └───────────────┐
┌─────────┐ ┌──┴─────┐ ┌───────┐ │
│ 원 료 ├▶│ 산 화 반 응 ├─▶│ 제 품 생 산 │ │
│ (Iso butylene) │ │ (다관형반응기) │ │ ( M M A ) │ │
└─────────┘ └────────┘ └───────┘ │
▲ │
│ │
┌─────────┐ ┌───┴────┐ 열매회수 │
│ 열 매 ├▶│ 용 해 │◀───────────┘
│ (KNO3, NaNO2) │ │ (Hold Tank) │
└─────────┘ └────────┘
* 재해공정
나. 사고설비 : 열매저장 탱크
┌──┬─────┬───┬────┬────┬─────┬─────┐
│항목│ 형 태 │용 량 │재 질│설계압력│내 용 물 │ 비 고 │
│ │ (Type) │ (㎥) │ │ (mmAq) │ │ │
├──┼─────┼───┼────┼────┼─────┼─────┤
│ │ │ │ │ │열매(HTS) │내부 │
│재원│ Horizonta│ 63 │A515－60│ 300 │ KNO3 │Steam Coil│
│ │ │ │ │ │ NaNO2 │설치 │
└──┴─────┴───┴────┴────┴─────┴─────┘
다. 사용된 열매(HTS)의 특성
┌──────┬─────────────┬─────────────┐
│ 항 목 │ 질 산 칼 륨 │ 아 질 산 나 트 륨 │
│ │ (Potasium Nitrate) │ (Sodium Nitrite) │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 분 자 식 │ KNO3 │ NaNO2 │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 형 태 │무색 또는 백색 결정성 분말│ 백색 또는 미황색 분말 │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 융 점 │ 339℃(분해) │ 271℃ │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 비 점 │ 400℃(분해) │ 271℃(분해) │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 비 중 │ 2.10 │ 2.17 │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 용 해 도 │ 129.9g／100g, 20℃ H2O │ 85.58g／100g, 25℃ H2O │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 반 응 성 │유기물, 가연성 물질 등과 │ 가연성 물질과 접촉하고 │
│ │접촉시 격렬히 반응하여 │ 점화원이 있을 경우 격렬히│
│ │폭발함. │ 연소 또는 폭발함. │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 취급시 │유기물, 강환원제, │ 강환원제, 강산, 유기약품 │
│ 주의사항 │미세금속분말, 강산 습기와 │ 및 가연물 접촉금지, │
│ │접촉금지. │ 화기엄금. │
├──────┼─────────────┼─────────────┤
│ 혼 합 비 율│ 45％ │ 55％ │
└──────┴─────────────┴─────────────┘
3. 재해요인조사
가. 작업상황
1) MMA제조시 반응열을 제거하기 위하여 사용되는 열매를 용해시켜
산화반응기 및 부속배관등에 3차에 걸쳐 충전작업을 실시함.
2) 열매 Hold Tank에 열매인 KNO3와 NaNO2혼합분말을 투입완료한 후
3명의 작업자가 열매투입을 위해 설치되었던 임시슈트(Chute)를
철거하기 위해 맨홀에서 Chute를 분리하고 맨홀뚜껑(Manhole
Cover) 부착후 2개의 볼트를 체결하였으며 이들 볼트체결이
간이식으로 실시됨.
3) 슈트철거를 위한 가스(LPG) 용단작업중 절단용 산소부족으로
작업을 중단하고 2명이 산소를 가져오기 위해 자리를 비운사이에
맨홀뚜껑 사이로 고온(240℃)의 열매가 분출하여 현장에 대기중인
작업자가 화상에 의해 사망함.
나. 재해요인 분석
1) 폭발원인으로는
- 열매에 함유된 유기물 축적에 의한 폭발
- 열매 충전작업중 불순물 혼입에 의한 폭발
- 탱크내부의 열매 용해용 스팀코일 파열에 의한 폭발
2) 열매 원료중에 함유된 유기물은 고결방지용(Anti Caking
Agent)으로 첨가되었으며 원료의 유기물 함유량은 NaNO2
150ppm∼0.1％까지이며 열매 제조 순환과정에서 용해탱크에
축척되었을 가능성이 있었음.
4. 재해원인
가. 사용열매의 조성 및 물성파악 미흡
사용된 열매의 물성파악과 첨가제 유무 및 함량등에 대한
사전조사 공정에 불순물 축적 가능성 파악 등이 미흡하여
이상반응 발생에 대한 위험예지를 못하였음.
나. 작업방법 및 절차 부적절
열매 투입완료후 즉시 맨홀뚜껑(Manhole Cover)을 확실하게
조립하지 않아 이상반응시 고온열매가 외부로 분출함.
다. 안전장치인 파열판 용량부족
폭발시 탱크에 설치된 파열판(Rupture Disk)이 파열되었으나
용량부족으로 취약한 맨홀부분에서 열매가 방출되었을 가능성이 있음.
5. 동종재해 예방대책
가. 화학물질에 대한 유해·위험성 조사 철저
화학물질은 사용전에 조성 및 유해·위험성 및 취급시 주의사항을
철저히 조사하여 작업자에게 주지시키고 필요한 안전조치를
취하여야 함.
나. 표준 작업방법 준수 및 안전점검 철저
모든 설비의 설치, 보수, 철거등 위험작업시에는 개방되었던
맨홀뚜껑의 확실한 조립등 표준작업방법 및 절차를 준수하고
특히 화학설비는 온도, 압력, 액위 등의 이상유무를 정기 또는
수시점검하고 이상반응, 압력상승, 누출위험등을 사전에
예방하여야 함.
다. 안전장치 용량 검토 철저
밀폐용기에 설치된 압력방출 안전장치(안전밸브, 파열판)는
이상반응 등 비상시에 기능을 충분히 발휘할 수 있도록 배출능력을
신중히 검토하여야 함.
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