MEK-PO 생산공장의 폭발사고 사례

권혁면, 이근원

한국산업안전공단 산업안전보건연구원,

A Case Study of Explosion Accident in MEK-PO Plant

Hyuckmyun Kwon, Keunwon Lee

Occupational Safety & Health Research Institute, KOSHA

사고발생 개요

최근에 여천공단의 00공장의 MEK-PO(Methyl Ethyl Ketone Peroxide) 공정에서 발생한 폭발사고를 소개하고자 한다. MEK-PO의 급속한 분해로 폭발사고가 발생하여 사망 6명, 부상 19명의 인명 피해가 발생하였고, 공정건물 및 공정설비가 완전 소손되었으며, 인근 7개 공장이 일시 가동정지 되거나 부분 파손된 사고이다.

○ 인적피해 : 사망 6명, 부상 19명

○ 물적피해 : 약 60억원(추정)

- 사고공정시설 전파, 유기과산화물 제조공장 및 주변 건물 부분 파손

- 공장주변의 승용차 20여대 파손

- 인근 7개 사업장 설비파손

사고발생공정

물질의 특성

○ MEK-PO

MEK-PO는 일정온도(80℃)이상에 달하면 자유라디칼(Free Radical)을 형성

하면서 급속분해하여 폭발하는 위험성이 있음.

- 산·알칼리와의 접촉시 폭발함

- 코발트·철 등의 금속이나 목재, 섬유 등과 접촉시 폭발적으로 분해함.

- 열, 자외선, 충격 또는 마찰 등에 의하여 분해 폭발함.

- 인화점 : 74.5℃

- 발화점 : 205℃

- 비  중 : 1.13

○ 원료 등의 물성

구 분	폭발범위	인화점	발화점	증기압	비 중
MEK	1.4∼11.4	-9℃	404℃	100mmHg@25℃	0.81
H2O2	-	-	-	-	1.46
H2SO4	-	-	-	-	1.84
DMP	-	132℃	549℃	-	1.19

○ 제품(MEK-PO + DMP)의 물성

- 인화점 : 82℃

- 비  중 : 1.16

- 기  타 : 정확한 자료가 없음.

사고당시의 운전상태

○ 폭발사고 당시의 운전온도, 압력, 액위, 전류계 등의 지시기록을 확인할 수 있는 기록장치, 전송기, 터미날 스위치 등이 완전히 소손되었고 운전일지, 작업지시서, 자재불출기록 및 정비기록 등도 화재로 인하여 모두 타버려 수거가 불가능하였음.

○ 사고공정 근로자들 전원이 사망하여 당시의 운전상태를 직접 확인하는 것이 불가능하였음.

○ 폭발흔적, 파편이격상태, 현장의 용기, 파단상태 등 기초로 추정함.

○ 중간생성물저장조, 여과기 및 제품저장조는 강력한 폭발에 의하여 Shell과 Jacket이 모두 파손되었으며

○ 저장조들의 맨홀과 메인 덕트(16″) 등은 150m∼500m 떨어진 곳에서 발견되었음.

사고관련설비의 피해상태 확인

○ 현장의 파손된 용기, 펌프, 배관 등의 형상을 조사결과 사고 현장에 남아있는 설비중 반응기는 외부충격으로 찌그러졌을뿐 반응기 내부폭발의 흔적은 없었음.

○ 중간생성물저장조 및 제품저장조는 액면계가 부착된채 현장에 전도되어 있었음.

사고원인 분석

내부폭발할 수 있는 가능성은 다음과 같이 5가지로 가정하여 분석하였다.

○ 중간생성물 저장조 또는 제품 저장조내의 MEK-PO가 섬유류, 철,또는 구리 등과 같은 이물질과 접촉하여 분해폭발을 일으켰을 경우

○ MEK-PO가 공정건물 내부로 누출되어 점화원에 의해 화재가 발생하고, 외부화재로 인해 중간생성물 저장조 및 제품 저장조에서 분해폭발을 일으켰을 경우

○. 중간생성물저장조 및 제품저장조의 자켓에 온수가 공급되어 온도상승으로 분해폭발을 일으켰을 경우

○ 원료중에 분해폭발을 일으킬 수 있는 이물질이 존재했을 경우

○ 중간생성물저장조에서 적절한 중화처리를 하지 않아, 잔존 황산과 MEK-PO가 분해폭발을 일으켰을 경우.

사고방지 대책

○ 주요 기술사항

□ 분해폭발을 일으킬 수 있는 설비들의 원격운전

□ 쟈켓부의 냉각수 온도조절 기능개선

□ 비상시의 덤핑 시스템

□ 중화제 투입시설과 계량방법의 개선

□ 중화, 가온, 정치공정의 야간감시체제

□ 운전절차서의 강화

○ 안전기준의 강화

□ 대기압 탱크의 통기설비 설계기준 강화

□ 폭발가능 설비에 대한 방폭벽 설치의무

○ 정밀사고 원인조사 등 중대산업사고 예방 체계강화

- 금번과 같은 폭발사고는 사고로 인하여 모든 설비가 파손·소실되어 단시간내에 사고원인과 관련한 물증확보가 곤란하므로 사고조사를 위한 기동성과 현장수습 이전에 조사가 이루어질 수 있는 제도적 보완이 요구되며,

- 모의 실험을 통한 분해·폭발의 메카니즘의 분석 등으로 정확한 기술적 원인을 조사하여 전파하는 등 중대산업사고 예방 체계를 구축이 필요.

MEK-PO 폭발 피해 범위