| 事例名称 |
減圧軽油水素化脱硫装置の特殊な構造の熱交換器が保守不十分のための漏洩、爆発 |
| 代表図 |
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| 事例発生日付 |
1992年10月16日 |
| 事例発生地 |
千葉県 袖ヶ浦市 |
| 事例発生場所 |
製油所 |
| 事例概要 |
1992年10月16日製油所の減圧軽油水素化脱硫装置で、反応器の触媒交換後のスタート作業中のほぼ運転条件の整定ができたころ、反応器のフィードエフルエント熱交換器から水素と減圧軽油のミスト漏れがあった。それに引き続き大音響とともに爆発火災となった。同熱交換器のチャンネルカバーとロックボルトが外れ約１２０ｍ吹き飛び隣の事業所の建物を大破した。発災製油所は直ちに重油精製プラント全体を緊急停止した。また隣の事業所のタンクなども影響で火災になった。原因は発災した熱交換器がブリーチロック型といわれる特殊な形状の大型熱交換器で、長期間の保全不十分のため、内部部品が硬化や劣化を起こしていたためであった。 |
| 事象 |
製油所における減圧軽油水素化脱硫装置の触媒交換を終了後のスタートアップ時の事故である。運転再開後、運転条件はほぼ整定されていたが、同時に行われていた高温機器及び配管のホットボルテイング中、熱交換器Ｅ-2801において爆発火災が発生した。付近にいたホットボルテイング作業員、監督者等１７人が死傷した。また、この事故で隣接事業所の屋外タンク、付属設備建物（危険物製造所等）が爆発、飛散物により、破損、変形し、一部漏出した潤滑油類が燃えて火災となった。
なお、当該熱交換器の運転条件は、圧力は管側8MPaG程度、胴7MPaG程度、温度は管側111～199℃、胴側262～187℃と設計範囲にあった。 |
| プロセス |
製造 |
| 単位工程 |
反応 |
| 単位工程フロー |
図2.減圧軽油水素化脱硫装置図
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| 反応 |
その他 |
| 物質 |
水素(hydrogen)、図3 |
| 軽油(gas oil) |
| 事故の種類 |
漏洩、爆発、火災 |
| 経過 |
1992年10月1日装置を停止し、脱硫触媒の交換を開始した。
14日 運転再開し、約300℃の熱油循環などの一連のスタート作業を開始した。
16日13:00 ほぼ運転条件が整定され本格的に生産運転に移行した。
15:15頃 熱交換器E-2801B（外径1.5m、長さ9m、重量41.5t）のホットボルティングを開始した。
15:47～48 同熱交換器上部の検知孔J型管から白煙（水素と減圧軽油のミスト)噴出を発見し、風上に当たる同熱交換器の前面で待機した。
15:52分頃 チャンネルカバーとロックリングなどが外れて約１３０ｍ吹き飛び、建物を直撃して大破した。一方噴出した減圧軽油と水素ミストは爆発炎上し、火炎は長さ100mの長円になった。爆発音は周囲8kmに届いた。直ちに全装置を緊急停止した。
16:16 消防当局が製油所に緊急脱圧、高圧ガス放出を指示した。
18:35 鎮火。鎮火から1時間後まで高温のため、現場から100m以内は立ち入り不可能だった。
20:30 当該熱交換器周辺の冷却放水を停止した。
なお、同装置は1976年に運転開始し、当該熱交の検査・補修の履歴は少なくとも1979, 1981, 1982, 1988, 1991年が残っており、運転開始後１６年目に発災した。 |
| 原因 |
1．ガス漏れの発生原因
当該熱交換器は運転圧力約7～8MPaG、運転温度約350度の高温高圧で使用される非常に大型の熱交換器であり、ブリーチブロック型といわれる特殊な構造を持っている。熱交換器内部と外部の漏れを防ぐガスケットを押しているガスケットリテイナーが、昇温、降温の繰り返しにより変形し、直径が減少した。そのため、ガスケットリテイナーが熱交換器本体のガスケット溝内側角部に降温時に乗り上げた。乗り上げた部分から、水素ガスの漏洩が始まり、昇温、昇圧につれて漏洩量が増加したと推定された。前年の1991年の定期開放時にその溝内部角部及びガスケットリテイナーの内部角部のグラインダー補修を行っていた。そのため、容易に乗り上げやすくなっていたことが指摘されている。
２．ロックリング等の飛散原因
（１）昇温、降温を繰り返すことによってフランジ用セットボルトが加工硬化した。そのため本来の役目である「インターナル部品の昇温時熱の膨張を、フランジ用セットボルトの先端がつぶれて吸収して、熱膨張で発生する応力を減少させること」ができなくなり、チャンネルカバーへの応力が増加した。それにより昇温、降温を繰り返すことによって、ロックリングの先細りが起こり、ネジ先端部の噛み合わせが減少した。
（２）ガス漏れによる内圧上昇により、チャンネルバレル部が膨張・変形し、更にネジの噛み合わせが減少した。
（３）（２）と（１）により、更に外側のネジ部の応力の増加が加わったことから、ネジ山先端が潰れた。
（４）ネジ山の噛み合わせの数の減少が進み飛散に至った。 |
| 対策 |
１．開放点検時の部品等の交換マニュアルの明確化
２．点検管理の強化 |
| 知識化 |
部品一つずつの役割や構造を十分に理解しないで行う保全作業は、非常に危険なことを示している。実際に作業に携わるのは協力会社であろうから、運転会社の社員は自らも理解するとともに、協力会社に対する教育も重要である。 |
| 背景 |
特殊な熱交換器のため、構造の持っている意味や部品の目的を正確に理解しないで保守をしてきた。点検時のミスではあるが、調査不十分による保守が引き起こした事故と言えよう。 |
データベース登録の
動機 |
特殊熱交換器の保守が不十分であることに起因する爆発例 |
| シナリオ |
| 主シナリオ
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価値観不良、安全意識不良、構造・部品の重要さの認識不良、不注意、理解不足、リスク認識不足、使用、保守・修理、修復、材料の経時変化見落し、破損、大規模破損、破裂、二次災害、損壊、爆発、身体的被害、死亡、事故死１０名、身体的被害、負傷、負傷者７名、組織の損失、経済的損失、直接損害額約２９億円
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| 情報源 |
高圧ガス保安協会、F石油（株）S製油所事故調査報告書（1993）
高圧ガス保安協会、高圧ガス保安総覧(1993)、PAGE173-180，202-203
千葉労働基準局、F石油爆発事故調査団報告書 平成5年11月（1993）
重油間接脱硫装置の熱交換器ふた板の飛翔 1992年10月千葉県、写真が物語る20世紀の重大事故（セイフティエンジニアリング114号別刷）、Ｎｏ．114、PAGE20-21（2001）
危険物保安技術協会、危険物事故事例セミナー(1996)、PAGE102-104
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| 死者数 |
10 |
| 負傷者数 |
7 |
| 物的被害 |
＜Ｆ石油Ｓ製油所＞
・第２重油間接脱硫設備の一部である第２ＶＧＯアイソマックス装置の熱交換器Ｅ－２８０１Ｂ（事故機）：構成部品の脱落・飛散、架台変形、保温材の脱落等
・熱交換器Ｅ－２８０１Ａ、Ｃ、Ｄ、反応器Ｒ－２８０１、その他周辺設備・機器類：保温材の損傷、外面塗装の焼損等
・建屋（半径１００～１５０ｍ以内）：窓ガラス、スレート壁が爆風で著しく損傷
・建屋（半径５００ｍ以内）：窓ガラス、スレート壁、ドア枠等に損傷・変形
・プロセス中気体（主として水素）：２，８６０ｋｇ流出・焼失
・プロセス中液体（主として減圧軽油）：１３，９７０ｋｇ流出・焼失
・ホットボルティング作業用ローリングタワー：大破、飛散
・防油堤、通路、フェンス等の施設：一部損傷
＜Ｎ石油Ｓ潤滑油工場＞
・設備・機器類：飛散物による損傷
・潤滑油タンク８基：外面焼損、３基に飛散物による亀裂・損傷
・配管・バルブ等の付属品、原材料：飛散物による損傷、約４８ｋｌ流出
・調合室（事故地点から約１３０ｍ）：窓ガラス、スレート壁が飛散物と爆風で大破
・付近の建屋数棟：窓ガラス、スレート壁など損傷
駐車場の乗用車数台：フロントガラスの損傷等 |
| 被害金額 |
推計被害総額 Ｆ石油 約24億8000万円、N石油 約3億8000万円（Ｆ石油爆発事故調査団報告書）．
20億円（危険物に係る事故事例） |
| 社会への影響 |
爆発音は周囲8kmに響き、約6km離れた市役所でも揺れを感じ、爆風で窓ガラス破損した。 |
| マルチメディアファイル |
図3.化学式
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| 備考 |
WLP関連教材
・プラント機器と安全－設備管理/静止機器の安全 |
| 分野 |
化学物質・プラント
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| データ作成者 |
古積 博 (独立行政法人消防研究所)
田村 昌三 (東京大学大学院 新領域創成科学研究科 環境学専攻)
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