三井化学岩国大竹工場爆発事故

三井化学岩国大竹工場爆発事故

2012年4月22日、山口県玖珂郡和木町に位置する三井化学岩国大竹工場で、レゾルシン製造プラントが爆発する重大な事故が発生しました。この事故により、工場内の従業員1名が命を落とし、近隣住民を含む25名が負傷、さらに999軒もの家屋に損害を与えるという甚大な被害をもたらしました。

事故の概要

この事故は、日本初の総合石油化学工場である三井化学岩国大竹工場内で発生しました。同工場は、山口県岩国市、和木町、広島県大竹市の3市町にまたがる広大な敷地を有し、PET樹脂やテレフタル酸など、多岐にわたる石油化学製品を製造していました。

事故当日、午前2時15分頃、レゾルシン製造プラントで最初の爆発が発生し、その後の消火活動中にも2回目の爆発が発生しました。この爆発により、レゾルシン製造の要となる酸化反応器が破裂炎上。鎮火までには2日間を要し、工場周辺300mの範囲に被害が及びました。また、爆発の衝撃は広範囲に及び、近隣地域では窓ガラスの破損などの被害が相次ぎました。さらに、爆発と同時に発生したとみられる地震により、周辺地域で震度1が観測されました。

被害状況

工場内では、22歳の従業員1名が死亡、9名が負傷（うち2名が重傷）しました。工場外では、近隣住民14名と隣接する製油所の従業員2名が負傷しました。また、近隣住宅では窓ガラスやドア、シャッターなど999軒に及ぶ被害が発生しました。

劣化ウランの保管

工場の敷地内には、過去に使用されていた触媒に含まれる劣化ウランがドラム缶3379本に保管されていました。爆発の影響で貯蔵倉庫の窓ガラスが一部破損しましたが、同社はドラム缶への影響はなく、放射線量にも変化がないと発表しています。

事故原因の究明

事故後、直ちに事故調査委員会が設置され、8回にわたる調査が行われました。その結果、事故の直接的な原因は、酸化反応器のインターロック解除による撹拌不良と特定されました。これにより、反応器内部で熱が適切に除去されず、有機過酸化物の分解反応が加速、圧力上昇を引き起こし、最終的に反応器が破裂したと結論付けられました。また、事故調査報告書では、再発防止策として、プラントの改善が提言されました。

レゾルシン製造プラントの概要

レゾルシンは、1,3-ジイソプロピルベンゼンを空気酸化し、生成された中間体DHPを酸触媒下で分解することで製造されます。空気酸化工程では、DHP以外にも複数の過酸化物が生成されるため、HHPをDHPとして回収する仕組みが採用されていました。最初の空気酸化はバッチ反応で行われますが、再酸化と分解反応は連続反応で行われています。事故が発生したプロセスは、バッチ反応による空気酸化工程でした。

事故発生の時系列

• - 4月21日23時20分: レゾルシン製造プラントは正常運転中でしたが、用役プラントの停止によりスチーム供給が停止。
• - 23時32分: 緊急停止スイッチが作動し、酸化反応器への空気供給が停止。窒素ガス供給と緊急冷却水への切り替えが行われました。
• - 23時52分: 液相下部温度が低下しないため、冷却水流量が少ないと判断し、動力プラントに昇圧を依頼。
• - 23時56分: 酸化反応器の温度が低下し始めました。
• - 4月22日00時30分頃: 酸化反応器の温度低下が低いと感じた運転員は、冷却水を循環水に切り替える判断をしました。
• - 00時40分: インターロックを解除し、冷却水を循環水回路に切り替えました。この際、窒素ガス供給が停止したことに気づきませんでした。これにより、酸化反応器内の撹拌が停止。
• - 01時33分〜01時38分: 液相上部温度が104℃に達し、アラームが発報。純水の注入を開始しました。
• - 01時45分: 純水の注入で温度が下がらず、窒素ガス供給停止による撹拌停止に気づき運転状態を確認。
• - 01時59分: 空気による撹拌再開のため、空気圧縮機の起動準備を開始。
• - 02時01分: 気相温度が99.5℃となりアラーム発報。
• - 02時11分〜02時14分: 空気圧縮機を起動し、圧力上昇を確認。圧力調整弁を全開にするも、圧力上昇が収まらず。
• - 02時15分: 酸化反応器の圧力が設計圧力を超え、破裂・火災が発生しました。

技術的検証

事故調査では、過酸化物の熱分解による温度上昇が150℃以上で起こることが判明しました。撹拌用窒素ガス供給が停止した状況下では、断熱条件下で過酸化物が自己発熱し、急激な温度上昇と圧力上昇が起こることが実験で確認されました。また、撹拌停止により反応器内部で液体の温度分布に偏りが生じ、上部では過酸化物の分解が進み、温度が上昇したことも明らかになりました。

さらに、DHPの分解反応機構も検討され、温度上昇に伴いガスの発生量が増加、反応器内の圧力が急上昇したことが判明しました。これにより、酸化反応器の破裂に至ったと結論付けられました。

事故に至るツリー解析

事故の直接的な要因は、インターロック解除による撹拌停止でした。しかし、その背景には、緊急停止時の安定状態を判断するマニュアルの不備、運転員のインターロック解除の認識不足、HPOの熱分解挙動に対する知識不足、撹拌停止を検知するアラームの欠如など、多くの要因が複合的に絡み合っていたことが判明しました。

外部識者の意見

石油化学プラントには厳格な安全規制が適用されますが、今回の事故では、インターロックの安易な解除が問題視されました。専門家からは、運転員のスキル低下、多品種少量生産によるプロセスの複雑化、運転員への教育不足などが指摘され、人材育成の重要性が強調されました。また、現場での安全対策への積極的な投資も必要であるとの意見が出されました。

事故のその後

事故報告書の提言に基づき、酸化反応器の冷却コイル増設や温度計の増設など、再発防止策が実施されました。しかし、レゾルシン製造プラントの再開は断念されました。一方、類似プロセスを使用するハイドロキノン製造プラントは、再発防止策を講じた上で再開されました。また、サイメンプラントも再稼働しました。レゾルシンについては、住友化学が支援出荷を行い、住友化学が世界最大の製造メーカーとなった一方で、三井化学はレゾルシン製造から撤退することとなりました。

その他

今回の事故は、石油化学における自動酸化技術の危険性を再認識させるものでした。この事故から、プロセスに内在する危険性についての十分な検討とリスク評価、そして取扱物質やプロセスについての知識習得の重要性が改めて浮き彫りになりました。

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