NCC 분해가스 압축공정 폭발사고

재해개요

2020년 3월 충청남도 ○○○사업장의 NCC공장 압축공정 분해가스 압축기의 3단 토출부 신축이음(Expansion Joint, 20“)이 파단되어 에틸펜, 프로필렌 등을 포함한 다량의 납사(Naphtha) 분해가스가 누출되어 대규모의 폭발·화재가 발생한 사고임

※ 사업장(인근사 포함) 근로자 24명 부상(휴업 및 요양 포함), 인근 지역 주민 및 재산 피해 발생

 

 

 

 

사고발생공정 및 물질

■ 사고발생공정 : NCC공장의 압축공정

열분해 공정	- 원료인 납사를 약 1,000℃ 이상의 고온에서 열분해하여 여러 성분의 탄화수소 화합물로 분리하는 공정 주요설비 : 분해로(Fired Heater)
급냉 공정	분해로에서 열분해된 물질을 냉각시켜 부반응을 억제하고 급냉타워에서 냉각 후 탑 하부로는 RPG를 생산하여 BTX 공장의 원료를 공급하고, 탑 상부로 분리된 탄화수소를 압축공정으로 이송 주요설비 : 급냉탑(Quench Tower)
압축 공정 (사고발생공정)	냉각된 탄화수소를 저온 고압으로 압축시켜 정제공정으로 이송 주요설비 : 분해가스 압축기(Process Gas Compressor)
정제 공정	압축 건조된 탄화수소는 –167℃까지 냉각되어 증류탑, 반응기, 흡수탑, 정류탑 등을 거치면서 단계별로 각 제품으로 분리하는 공정 주요설비 : Splitter 등 증류탑

 

■ 사고발생물질

 

 

 

 

사고발생원인(추정)

1) 공장 증설 시 신축이음 설계 및 설치(시공) 미흡

- 공정설비 증설로 인한 변경 사항에 대해 설계 단계에서 기술선(Licensor)에서 권고하는 사양이 적절하게 반영되지 않았으며, 현장 설치(시공) 미흡으로 인해 제작 사양 대비, 필요이상의 응력이 가해졌을 것으로 추정됨

 

2) 점검·정비 규정 부재, 설비점검 및 관리미실시

- 신축이음 배관지지대에 대한 점검·정비규정이 없어, 주기적인 점검 및 관리를 실시하지 않았음.

 

3) 설비의 가동전 점검 미흡(추정)

- 공정설비 증설로 인한 변경 및 정기보수 후 실시한 가동전 점검 시 배관 플랜지의 정렬 상태, 신축이음 설치 상태 등 배관설비에 대한 가동전 점검 실시 상태가 미흡하였음.

 

4) 공정위험성평가 실시 상태 미흡

- 신축이음이 설치된 압축기 토출부에 대해 반복적인 진동, 변위 등에 의한 설비 파단으로 인한 화재·폭발·누출 위험요인을 도출하지 않는 등 공정위험성평가 실시상태가 미흡하였음.

 

 

 

 

예방대책

1) 공장 증설 시 설계 및 설치(시공) 관리 철저

- 기술선(Licenser) 또는 제작사의 설계사양, 관련 규격(Code, Guide, Specification 등)을 빠짐없이 반영하여 설계 및 설치(시공)하도록 철저히 관리하여야 함

 

2) 설비 점검·정비 관리규정 제정 설비관리 철저

- 신축이음 배관 지지대에 대한 주기적인 관리를 할 수 있도록 관련 설비점검·정비 규정을 제정하여, 설비별로 위험등급에 따라 적합한 점검주기로 점검을 하여야 함.

 

3) 설비의 가동전 점검 철저

- 설비 설치가 끝난 후에는 발주자 및 설치사가 서류 및 현장점검(가동 전 점검 등)을 철저히 하는 등 공장운영에 필요한 장치 및 설비가 적합하게 설치되어 있는지 철저히 관리하여야 함.

 

4) 공정위험성평가 실시 철저

- 위험물질 누출로 인해 화재·폭발 위험이 높은 설비 및 부속설비의 경우, 해당 구간에서 유해·위험을 일으킬 잠재적 가능성이 있는 유해·위험 요인을 파악하여 위험성을 추정 결정하여 감소대책을 수립·실행하는 등의 공정위험성평가를 통해 사업장 안전보건을 확보할 수 있도록 하여야 함

 

 

 

 

Lesson Learned

이 사고 사례에서 얻을 수 있는 주요 Lesson learned은 다음과 같다. 본 사고는 NCC 압축 공정에서 분해가스 압축기의 신축이음이 파단되어 납사 분해가스가 누출되었고, 이로 인해 대규모 폭발 화재이다. 이 사례를 통해 공장 증설 및 설비 관리에 있어서 설계, 시공, 점검, 평가 등 모든 단계에서 안전성 확보가 얼마나 중요한지를 알 수 있다. 특히 신규 설비 설치 및 정기보수 후에는 가동전 점검을 철저하게 실시해야 한다는 것을 알 수 있다. 이러한 교훈을 바탕으로 유사한 사고를 예방할 수 있을 것이다.