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1. 化学プロセス安全の概論 2. 研究開発での事故と安全 3. 製造時での事故と安全 4. 輸送時、貯蔵時の事故と安全 5. 廃棄での事故と安全 化学工場では、どうして災害が増加しているのですか。最近の特徴は何ですか。 A1 平成１５年頃から異常現象報告件数が急増しています。 近年の事故増加の要因をまとめると、世の中で言われている「技術の伝承不足」「設備の高齢化」については対応できており、「非定常作業における管理の不適切さ」と「変更管理面の対応のまずさ」が要因として浮かび上がっている調査報告書もあります。 過去の教訓を生かした事故防止と事故後の拡大防止の両方が大切です。 （平成１７年９月 石化協 近年の石油化学装置に関する事故について）
事故防止のために、運転管理面で設計時に配慮すべきポイントは何ですか。 A2
プロセスの安全性を可能な限り高めるためには、どんな観点から実施すべきですか。 A3 化学プロセスで起こる異常想定に対して、人と設備と仕事の仕組みの観点から本質安全のシステムを事前に充分に組込んでおく必要があります。その上で、
阪神大震災や新潟県中越地震など、これまでの教訓を生かした地震対策のポイントは何ですか。 A4
事故を起こさないために、化学プラントの作業管理のポイントは何ですか。 A5
化学実験ではなぜ事故が起きやすいのでしょうか。 A6 化学実験では可燃物や自己反応性物質を取り扱うことによる火災や爆発、有害物による中毒などが起きやすいのです。 また、実験は新規の化学物質や反応、機器を取り扱うことが多いため、そこに内包される危険性を理解しにくく、事故となってしまうことが多いのです。 化学の黎明期に多くの化学者が、実験中の事故で傷ついたのもそのためなのです。
自己反応性物質とはどのようなものでしょうか。 A7 酸素などの支燃性物質がなくとも、その物質単独で熱や光、そして打撃、摩擦などの機械的な刺激によって分解したり、爆発する物質を指します。 多くの自己反応性物質は特異な原子団や官能基を持っています。 その代表例は過酸化結合やニトロ基、ジアゾ基、ニトロソ基などです。 大きな発熱反応を伴う重合性物質が、自己反応性物質に分類されることもあります。 消防法では自己反応性物質を第５類危険物に分類し、DSC（示差走査熱量計）で危険性を判定することにしています。
可燃性物質について画面以外で注意すべき点は何でしょうか。 A8 粒度の小さい可燃性粉じんは可燃性気体と同様に、静電気のような小さなエネルギーで爆発するため取り扱いには注意が必要です。 また、プラスチックのような可燃性固体は、いったん着火すると燃焼熱が大きいため消火が困難になりやすいこと、固体の種類によっては有害な燃焼ガスが生成する危険性などもあります。 可燃性固体の燃焼危険性は酸素指数、発火温度などにより判定されます。 また、可燃性気体の燃焼危険性の判定には、着火エネルギーや燃焼限界が用いられます。 燃焼下限界の低い気体や、下限界と上限界の差が大きい気体は危険性が高いといえます。
酸素欠乏以外の中毒の危険性について教えてください。 A9 有害ガスによる中毒としては硫化水素、シアン化水素による事例がよく知られています。 いずれも反応の原料ガスとしてだけではなく、予期せぬ分解反応などによる生成物として、漏洩することがあります。 いずれも低濃度の吸引で致死に至るガスです。 特に、独特のにおいを持つ硫化水素は、一定濃度以上では臭神経を麻痺させてしまいます。 これらのガスが発生する可能性がある場合、ガスの検知警報器を設置することや、危険性を周知しておくことが大切です。 有機溶媒の大部分も生態毒性がありますから、実験中に吸引しないように配慮してください。 また、可燃性ガス以外もシアン化合物やアジ化ナトリウムなど、実験によく使われる固体にも高毒性性物質があります。
化学物質を保管するときの注意点を教えてください。 A10 揮発性の化学物質は漏洩しないよう密閉して、冷暗室で保管すること、低温での反応性の高い物質は温度管理が可能な冷蔵庫で、所定温度以下で保管することが大切です。 また、地震時には薬品棚から転落した薬品の混合火災が起きやすいので、混合危険性がある物質を混合保管してはいけません。 エーテルや不飽和炭化水素、２級アルコールは貯蔵中に過酸化水素を生成しやすいので、長期保管後の蒸留は危険です。 長期保管した物質のラベルが汚れて判読が難しくなると、誤混合の原因になったり、廃棄処分時の危険性評価に多大な時間や手間を要することがあります。
漏れの原因は。 A11 少量の漏れがあった場合に、希釈して分散させる目的で、硝酸塩で処理された冷却水が反応器にスプレーされていました。 反応器の外面の材質は炭素鋼でしたが、硝酸塩により炭素鋼が応力腐食割れと呼ばれる現象を引き起こしてしまいました。 その結果、反応器表面に、長さ約1.8ｍもの割れが発生してしまいました。 この硝酸塩による炭素鋼の応力腐食割れ現象は、金属の専門家の間では良く知られていましたが、冷却水スプレーの実施を指示した技術者は、その事を知りませんでした。
なぜ、６つの反応器があるのですか。１つ欠けても稼働できるのはなぜですか。 A12 高い反応転化率を達成しようとする場合、大きな単一の反応器を使用しても、反応器内の濃度が低下するために効率が悪くなる傾向があります。 そのため、数個の反応器を連結して用いる連続多段反応という方式が採用される場合があります。 この方式では、それぞれの反応器毎に新鮮な原料を供給することが出来ますので、転化率が向上するというメリットがあります。 反応器の数は、転化率向上によるメリットと、初期投資（設備費用）や運転費用の増大などによるデメリットとのバランスを考慮して決定されます。 ６つの反応器から１つの反応器が欠けると転化率は低下しますが、未反応原料は後工程（蒸留）で回収し、リサイクルしますので稼働は可能です。 なお、蒸留工程の負荷は上がります。
緊急時に電源確保が必要な機器には、どのようなものがありますか。 A13 代表的な物としては、冷却水循環用のポンプや撹拌機など、内容物を冷却して安全に反応を停止するために必要不可欠な機器が当てはまります。 その他にも、内容物の温度や系内の圧力などを監視するシステム（DCS）の電源の確保も重要となります。
その他に考えられる安全対策はありますか。 A14 ニトロ化合物のように反応暴走の危険性が高い物質を取り扱う場合には、安全弁や破裂板のように圧力を自動で逃がすことが出来る機器も設置することが望ましいと考えられます。 なお、紹介した事故事例のように、圧力放出弁を手動で操作することは、反応器が破裂した際に操作員が危険に曝される恐れがありますので、圧力放出弁は遠隔で操作できるタイプのものが望ましいと言えます。
具体的にはどのような配慮が必要ですか。 A15 例えば、重要な機器のスイッチは他の機器のスイッチとは離れた場所に配置する事や、他の機器と形状や色などを変えて目立つようにする事、カバーを取り付け、カバーを開けないと操作できないようにする事などが挙げられます。
固体の特徴として、比較的反応が緩やかなものが多いといわれますが、例外はありますか。 A16 火薬類や自己反応性物質等の多くは固体であり、激しい反応を起こします。 火薬類や自己反応性物質等は、酸化剤と可燃剤の混合物であったり、あるいは化合物そのものの構造式中に酸素を含んでいるため、爆発・燃焼する際に外からの酸素供給が必要なく、急激な反応を起こすことができます。
支燃性ガスには酸素以外にどのようなものがありますか。 A17 支燃性ガスには酸素以外にもフッ素、塩素や三フッ化窒素など種々のものがあります。 強力な酸化性を持つ支燃性ガスは非常に反応性が高く、中でもフッ素は、希ガスであるキセノンやラドン、クリプトンとも反応します。 炭素とは接触するだけで発火します。
過酸化水素を塩化鉄と混合したときには煙が出たのに、塩化銅と混合したときには異常が見られなかったのはなぜですか。 A18 混合危険性は、混合物質の組み合わせや混合割合等によって大きく変化します。 過酸化水素と塩化鉄が混合すると、ごく微量の混合でも即座に激しく発泡しますが、塩化銅では比較的緩やかに発泡するため、混合割合が反応性に大きく影響します。 この事故の際には、塩化銅の残液が非常に少なかったため、混合直後には異常に気づかなかったものと思われます。
業者間で危険物質を受け渡しする際の安全性情報伝達の手段としてMSDS以外にどんなものがありますか。 A19 よく使われるものとして、MSDS以外に「イエローカード」があります。 イエローカードは、危険物質輸送中の事故発生時に運転手が行う応急処置の方法や緊急連絡先等を記載したもので、MSDSと比べると安全性に関する情報量は少ないものの、事故時の被害を最小限に抑えるのに役立ちます。
可燃性ガスや毒性ガスの除害設備として、吸収塔やフレアスタック以外にどんなものがありますか。 A20 例えばベントスタックがあります。 可燃性ガスのベントスタックは、放出されたガスの着地濃度が爆発下限界値未満になるような十分な高さとします。 毒性ガスのベントスタックは、放出されたガスの着地濃度が許容濃度以下となるような十分な高さとし、通常は吸収・中和・吸着・燃焼等の処理をした後に放出します。
一般廃棄物と産業廃棄物の相違は何でしょうか。 A21 事業所から排出される特定（廃油、廃酸、廃プラスチックなど20品目）の廃棄物を産業廃棄物、家庭から排出される廃棄物と、事業所から排出される産業廃棄物以外の廃棄物（事業系一般廃棄物）とあわせて一般廃棄物といいます。 爆発性や毒性、感染性の特に高い一般廃棄物、産業廃棄物は特別管理廃棄物に分類されます。
ヘアスプレー缶による事故はどの工程で発生していますか。 A22 フロンの使用禁止後、可燃性ガスが蓄圧剤として使用されるようになった、平成３年頃からスプレー缶内の可燃性ガスによる事故が発生しています。 たとえば、東京都清掃局の管内では、不燃ゴミなどを収集するパッカー車での火災が年間100件以上発生しており、その多くはスプレー缶が原因だといわれています。 破砕施設でもスプレー缶やガスボンベによる爆発事故が発生しており、被害額１千万円以上の爆発事故も年間で数件は発生しています。
アクリルニトリルのように、重合危険性を有する溶剤にはどのようなものがありますか。 A23 重合性物質にはエチレンやアセチレンのような気体と液体があります。 重合性物質の多くは分子量が小さく、不飽和二重結合を持つものです。 アクリロニトリル以外の代表的な重合性の液体物質にはアクリル酸、酸化プロピレン、スチレンなどで揮発性物質なので、重合熱で気化して可燃性混合気体を形成することがあります。
誤混合によって火災や爆発を起こす組合せを詳しく教えてください。 A24 危険な組合せは以下のように分類されます。 ◎液体や固体の酸化性物質と可燃物
◎特に危険な組み合わせ
◎酸化性物質と可燃物以外の危険な組み合わせ
蓄熱火災の危険性を予測する方法を教えてください。 A25 廃棄物は混合物であるため、火災や爆発の正確な予測は簡単ではありません。 まず、類似の廃棄物の事故事例を調べることが効果的です。 蓄熱火災は発熱速度と放熱速度のバランスが崩れ、発熱速度が放熱速度を上回ることから発生します。 そこで、種々の熱量計によって、対象となる試料の発熱挙動を検証します。 DSC（示差走査熱量計）などによって数ミリグラムの試料による、簡易的な評価が可能です。 ついで、放熱しにくい条件で蓄熱の起きやすさを評価します。 これには断熱熱量計（ARC)などが利用されています。 多量に堆積すると蓄熱火災の危険性は大きくなりますから、堆積量を適切に設定することも重要です。
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