プロセス安全のポイント−エンジニアの役割−
元化学会社安全技術者

臼井

1．はじめに修 Osamu Usui

係した爆発事故が発生した。化学会社では、特に異常反応に対しては十分に検討され万全最近化学プラントなどの反応に関係する事の安全対策がとられており、このような反応故が連続して発生している。このような事故が関係した大規模な爆発事故が発生すること防止を図るのは、現場技術者（エンジニア）

は、筆者を含め誰も想定していなかったことの役割であり、その重要性の自覚を促すととで、衝撃の出来事であった。

もに、現場技術者がプロセス安全を実践する各社の事故報告書 1）、2）、3）、4）、日化協の「保ための各段階（危険性情報収集、事故の想定、安事故防止ガイドライン」、総務省消防庁、リスクに見合った安全対策、検証、まとめと厚生労働省、経済産業省「石油コンビナート伝承、見直し）のポイントについて、過去の等における災害防止」報告書などで直接原因、事例から得られた教訓などを含め私見を述べ

間接原因として、危険性情報、安全設備の信たい。

頼性、安全文化、変更管理、リスクアセスメ
ント、組織などの問題点が種々紹介されてい2．最近の事故事例とその要因る。主原因としては東ソー（株）、（株）日触および三菱マテリアル（株）の場合は技術的予見不足、三井化学（株）の場合は誤操作・表1に示すように、最近連続して反応が関誤判断とされているが、筆者としては、反応が関係した爆発事故に関しては、最も大きな

表1

事故の概要

発生日

事故の概要
塩化ビニルモノマー製造設備の爆発事故
2011.11.12 塔底の VCM が炊き上がり蒸留塔頂の塩化水素と混合し付加反応により異常発熱し爆発
レゾルシンプラントの爆発・火災
事故
2012.4.22 攪拌用窒素ガス停止による反応器
温度上昇による過酸化物の異常分解による爆発
アクリル酸タンクの爆発事故
アクリル酸タンクの攪拌不足によ2012.9.29
る温度上昇によるアクリル酸の異常重合による爆発
シリコン製造設備の爆発事故
熱交換器に付着したポリシリコン
2014.1.9の加水分解物（爆発性物質）による洗浄作業中の爆発10

責任は現場管理者を含めた現場技術者（エンジニア）にあると考えている。

3．現場技術者（エンジニア）の役割
実際にプロセスの危険性を一番よく理解しており、種々の判断を行っているのは現場技術者（現場管理者を含む、以下同じ）であり、事故を防げる可能性が最も高いのは、現場技術者である。
現場技術者は担当プラントの安全に関する大きな責任があることを十分に自覚し、リス図1

リスクマネージメントとはの発熱量、発熱開始温度、発熱速度、爆発感度、爆発範囲などのデータを種々の試験装置を使用して取得する必要がある。
東ソー（株）の事故の場合、塩化ビニルモノ マ ー（Vinyl Chloride Monomer、 以 下
VCM と略す）と塩化水素との異常反応に関して技術的予見不足が原因といわれている
が、VCM と塩化水素が反応することは研究開発段階では研究者はわかっていたのではな

クマネージメント（プラントのリスクを明確いか、開発後の時間経過とともに危険性情報にし、要求される許容値以下に維持改善する）

がプラントサイドに伝承されなくなったのでを実践することが必要である。リスクマネーはないかと考える。また、VCM 中の微量成ジメントの方法を図1に示す。

分の分析を行えば、VCM と塩化水素が反応し生成する1,1- ジクロロエタンを確認でき、4．プロセス安全のポイント

反応の発熱挙動のデータの取得も行われたのではないかと考えられる。

プロセスの安全性を見直す場合の各段階

三菱マテリアル（株）の事故に関してモノ（危険性情報収集、事故の想定、リスクに見クロロシランポリマー類の加水分解物が爆発合った安全対策、検証、まとめと伝承、見直感度の高い物質であることが知られていなし）のポイントについて、過去の事故事例かかったとのことであるが、米国のヘキサクロら得られた教訓などを含めまとめてみた。

ロジシランの SDS（Safety Data Sheet：安全データシート）では加水分解で爆発感度の高（1）危険性情報収集
リスクアセスメントを行う場合、第一に必要となるのが物質の危険性情報である。文献

い物質ができることの情報 5） が取得でき、積極的に危険性情報を収集しようとすれば簡単に取得できたものと考える。

や情報検索などでデータが取得できない場合

プロセス開発時に、必要な危険データを情は、図2に示す反応に関する事故防止のため報検索、業界情報、文献、事故事例、実験な

図2

危険性評価に必要なデータと対応する試験装置

SE 179 June 2015 11どあらゆる手段を使用し、落ちなく取得することが不可欠である。

取扱い物質の危険性情報とプロセスの基本

三井化学（株）の有機過酸化物の分解爆発情報から対象プラントで想定される事故（漏に関する発熱挙動のデータは、約40年前の洩、火災、爆発、破裂、毒性ガスの拡散など）開発時は温度を変えての恒温槽での分解率かを落ちなく特定しておくことが重要である。

ら出されたものと考えられ、現在の暴走反応

ど の よ う な 時 に 事 故 と な る の か を HAZOP

測定装置（Accelerating Rate Calorimeter、以（Hazard and Operability Studies）などの手

下 ARC と略す）などの断熱状態でのデータ法により解析し、どのような防止対策をとと比べれば誤差も大きく発熱速度は小さいもるかを考えることがリスクアセスメントでのであったと思われる。

ある。

また、
（株）日触のアクリル酸の反応暴走

過去の事故事例から普遍的な教訓を導き活を大型のデュワー瓶を使用した断熱反応装置

用 す る。 図3に 爆 発 火 災 デ ー タ ベ ース6） のを使用し再現できたと報告されているが、発1990年から2004年の化学工業での爆発火災

熱量の小さい2量化反応についてはサンプル事故事例の筆者による原因分析結果（頻度上量の少ない ARC 装置では、再現できなかっ位16位を対象）を示す。事故の多くは再発たのではないかと考える。

型の事故と言われており、再発型の事故事例

最近では DARC（Diﬀerential Accelerating
Rate Calorimeter：示差型断熱熱量計）と呼を活用することも事故想定などの検討の信頼性を向上させるポイントである。

ばれる試験容器の影響を受けない試験装置も再発型の中で最も件数の多い異常反応が起開発されており、発熱量が少ない反応に関こる主な原因を参考のため図4にまとめてしてのデータの信頼性の向上が期待されてみた。

いる。

なお、HAZOP を実施すれば事故を防止で必要な危険性データを、落ちなく取得するきるという誤った考えを持たれている方が多とともに、最新の試験設備、大型試験設備ない。HAZOP では想定される事故を特定する

どでデータを取得し、データの最新性、信頼ことはできず、想定事故は取扱い物質の危険性の向上を図ることも重要なポイントと考性情報とプロセスの基本情報のみから特定でえる。

きることを明確にしておきたい。

図312（2）事故の想定再発型事故事例

図4

異常反応の起こる主な原因ができると考える（図5）。
HAZOP 検討では、安全対策としてインターロックがあれば十分として検討が終了しているケースが多い。インターロック、緊急停止ボタンが作動しても、その作動要素（遮断弁の開放、閉止、機器の運転停止など）がうまく作動せず、反応停止剤が入らない、緊急冷却剤が入らない、緊急ブローダウンができない、バックアップ機器が作動しないなどの場合にも、異常反応を起こすなど問題がないか（3）リスク見合った安全対策
福島原子力発電所での事故の後、想定外のをチェックし、対策を実施することも重要なポイントである。

事故に対しても対策をとるべきであると、社会的な安全性の要求レベルがよりシビアーな（4）検証ものとなっている。プラントの安全設備、安リスクアセスメントの前提条件、検討内容

全対策がリスクに見合ったものとなっているに間違いがなかったかを検証することも重要か、冗長化など強化すべき点がないか見直すである。三井化学（株）の有機過酸化物の発必要があると考える。

熱速度のデータは、実際に爆発した反応器の三井化学（株）の事故の場合、判断ミスに温度の上昇速度から得られたものに比べより反応器の撹拌用の窒素ガスが停止し冷却ARC の結果は1桁ほど小さな値となった。こが不足となり温度上昇し、分解暴走し爆発にの差の原因は明確ではないが、スケール差や至った。一つのミスで爆発に至ることは絶対反応器内の活性化の差、撹拌の差などが考え避けなければならない。冗長化を行えば爆発られ試験設備と実際の反応器のデータには誤に至る確率は許容されるレベルに下げること差があることは十分に考えられる（図6）。

図5

冗長化の効果の例

SE 179 June 2015 13図6

処理前の ARC データと事故時の熱挙動データ2）

実際の反応器の通常時の酸化反応停止時の運転データの解析結果から反応器内の過酸化前提条件に問題ないか検証し、改善を図ることが必要である。

物の分解反応の発熱速度を算出し検証していれば、処理前の ARC データより発熱速度が（5）まとめと伝承大きいことを想定できたと考える。（株）日安全性の基本方針（取扱い物質の危険性、本触媒の事故の場合も、タンクに温度計を設想定される事故、安全対策の思想）を明確に置し貯蔵時の実際の温度上昇のテストを実施し、経年の変化に対し常に見直しを行い、必し発熱挙動を解析し検証していれば、反応暴要な改善を行うとともに最新の安全性の基本走を予測できたかもしれない。

方針を技術資料としてまとめ、異動など人が1991年6月に PH 計の故障により、酸性と変わった場合にも確実に伝承できるようにしなり過酸化水素が分解されずメタノールと反ていくことが重要である。特に、管理者はプ応して過酸化メタノールが生成し、メタノーラントの安全の責任者であり異動した場合た

ルと脂肪酸を分離するための蒸留塔内に蓄積

だちに種々の判断をする立場にあり、判断のし爆発した事例が報告 7） されている。事前

基本となる安全性の基本方針を優先して確実に設計時に蒸留塔の加工計算により得られてに申し送られるべきと考える。

いる塔内の温度分布のパターンと事故時の蒸留塔の温度分布を解析、チェックしていれば塔中間部の温度が設計時の温度パターンと異事故を起こしたプロセスは、約30年からなり高い温度を示していることから、何かは40年前に自社開発されたプロセスであるがわからなくても不明な物質が蓄積しているこ

事故を起こした蒸留設備、反応器、タンクなとが認識でき、不明物質の危険性（構造、沸どでは、開発以来大きな事故はなく長年安全点、爆発危険性など）の解明のきっかけとなに運転されてきたため、図7に示すような経り、事故を防止できたかもしれない。

時変化に対する見直しが十分に行われていな

現場技術者は、小規模な試験設備、加工計14（6）見直しかったと考えられる。

算、シミュレーションによるデータには誤差

改造、変更などが行われた場合には、安全がある可能性を認識し、実プラントの運転審査会議などで安全性のチェックが行われる

データを解析し、設計時の安全性のデータ、が、何も変更がない場合でも、定期的に経時

図7

経時変化への対応

初期故障期間偶発故障期間変化への見直しを実施することが重要と考える。
設備に関しては、経年劣化に対して開放点検、肉厚測定などの結果から補修、取り換えなどの保全工事により健全性を確保し、保証しているが、設備同様に技術、人、マニュアルなどに対しても、経時的な劣化のチェックを行い、対策（保全）を行っていくことが必要である。特にプロセス開発、建設当初の安全に関する安全設計方針（物質・反応の危険性、事故の想定、安全対策、その信頼性などの基本思想）の経年変化に対する見直しの不足が、今回の一連の事故に大きく関与したものと考えている。

摩耗故障期間参考文献
1） 東ソー株式会社南陽事業所第二塩化ビニルモノマー製造施
設爆発火災事故調査対策委員会：南陽事業所第二塩化ビニ
ルモノマー製造施設爆発火災事故調査対策委員会報告書，
2012.
http://www.tosoh.co.jp/news/assets/20120613001.pdf
2） 三井化学株式会社岩国大竹工場レゾルシン製造施設事故調
査委員会：三井化学株式会社 岩国大竹工場レゾルシン製造施設事故調査委員会報告書，2013.
http://jp.mitsuichem.com/release/2013/pdf/
130123̲02.pdf
3） 株式会社日本触媒事故調査委員会：株式会社日本触媒姫路製造所アクリル酸製造施設 爆発・火災事故調査報告書，2013.
http://www.shokubai.co.jp/ja/news/file.cgi?file=ﬁle1̲0111.pdf
4） 三菱マテリアル株式会社四日市工場爆発火災事故調査委員
会：三菱マテリアル株式会社 四日市工場高純度多結晶シリコン製造施設爆発火災事故調査報告書，2014.
http://www.mmc.co.jp/corporate/ja/01/01/14-0612a.
pdf5） Safety Data Sheet of Hexachlorodisilane, NOVA-KEM,
LLC, 2014.
http://www.nova-kem.com/̲literature̲135835/Hexachlorodisilane̲EG̲MSDS
6） 労働安全衛生総合研究所爆発火災データベース，2013.
http://www.jniosh.go.jp/results/2013/0528/index.html
7）「事故・災害─事例とその対策」安全工学会編，養賢社，
2005.

5．まとめ
現場技術者（管理者を含む）は、担当するプラントの危険性の見直しを行う責任があることを十分自覚し、リスクマネージメントを実践し事故防止を図っていただきたい。見直しの際、今回の事故事例からの見直しのポイントが、少しでもお役に立てるならば幸いである。
うすいおさむ東京都大田区出身。1971年横浜国立大学安全工学科卒、三井石油化学（株）入社、2009年三井化学（株）定年退職、現在に至る。

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