화장품 원료 제조공정 반응폭주 폭발사고

재해개요

2019년 8월 충청북도 ○○○사업장의 화장품 원료(방부제) 제조 반응기에서 반응폭주에 의해 다량의 인화성 증기가 누출된 후, 미상의 점화원에 의해 폭발이 발생하여 1명 사망(실종), 8명이 부상한 사고임

 

사고발생공정 및 물질

■ 사고발생공정 : 1-Octene, 포름산, 과산화수소를 반응시켜 1,2-Epoxyoctene (중간생성물)을 제조하는 공정 (1차반응)

 

■ 사고발생물질

구분	물질명	인화점(℃)	발화점(℃)	폭발한계(%)	증기압(kPa)
원료	옥텐	13	221	0.7-6.8	1.73@20℃
	포름산	69	520	18.81	6.8@37℃
	과산화수소	해당없음	해당없음	해당없음	3@30℃
중간생성물	과포름산	67.5	자료없음	자료없음	12@25℃
	1,2-에폭시옥텐	37	자료없음	자료없음	2.6@37℃
생성물	1,2옥탄디올	138	310	자료없음	N/D

 

 

 

사고발생원인

1) 미반응물 지연반응으로 인한 반응폭주

- 반응물이 축적된 상태에서 일정시간이 지난 뒤에 혼합이 이루어지면서 일시에 급격히 모든 반응이 진행되어 폭주반응으로 발전하는 지연반응의 가능성이 존재함.

 

2) 과산화수소 분해반응에 의한 산소발생으로 폭발력 증가

- 과산화수소 분해 시 발생하는 분해열은 충분히 방열되지 못하면 분해 반응을 촉진시켜 반응폭주를 유발할 가능성이 있으며, 발생한 산소는 폭발력을 증가시킴

 

3) 반응폭주 및 비정상 반응에 대한 위험성 미파악

- 발열반응 시 온도제어 실패에 따른 위험성 및 미반응물 추가반응 시 반응폭주 가능성에 대하여 위험성 평가를 미실시함.

 

4) 반응기의 용도 변경에 따른 변경관리 미실시

- 생산품 변경으로 원료 및 반응이 변경되었음에도 불구하고, 기술적 검토가 실시되지 않았으며 반응폭주 위험에 대비한 안전운전절차서를 작성하지 않았음.

 

 

 

예방대책

1) 반응기 용도 변경에 따른 변경관리절차 준수

- 신제품 개발 및 원료 변경으로 기존 반응기를 그대로 사용할 경우에는 냉각방식, 압력방출장치, 계측장치, 자동경보장치 및 긴급차단장치 등의 적정성을 검토하여야 함.

 

2) 안전운전절차서 작성

- 제품 및 공정별로 시운전, 정상운전, 이상반응 시 비상조치, 비상정지 및

위험물질취급요령 등에 관한 안전운전절차서를 작성하고,

- 비정상 반응에 의한 생성물의 후속작업 조치는 기기분석 등을 통해 안전한

방법으로 처리될 수 있도록 안전운전절차에 반영하여야 함.

 

3) 비상사태 발생에 따른 구체적인 조치계획 작성

- 위험물의 다량 누출로 인한 폭발·화재로 대형사고의 급박한 위험이 있는 경우에는 비상조치 또는 작업을 중지하고 안전한 장소로 대피가 우선되어야 함

 

 

Lesson Learned

이 사고 사례에서 얻을 수 있는 주요 Lesson learned은 다음과 같다. 본 사고는 화장품 원료(방부제) 제조 공정에서 반응폭주로 인한 폭발 사고이다. 이 사례를 통해 신제품 개발 및 공정 변경 시 안전성 검토의 중요성을 알 수 있다. 특히 반응기 용도 변경 시 냉각방식, 압력방출장치, 계측장치, 자동경보장치 및 긴급차단장치 등의 적정성 검토와 안전운전절차서 작성이 필요하다는 것을 알 수 있다. 또한 비정상 반응에 의한 생성물의 안전한 처리 방안 마련도 중요하다. 이러한 교훈을 바탕으로 유사한 사고를 예방할 수 있을 것이다.