Uitgever/schrijver: Onderzoeksraad voor de Veiligheid en reacties van Shell
Publicatie datum: Juli 2015
Verslag van het onderzoek naar de oorzaken van de explosie bij Shell Moerdijk op3 juni 2014. In het rapport zijn een aantal aanbevelingen richting Shell opgenomen die voor alle chemische bedrijven van belang kunnen zijn
Binnen de MSPO2-fabriek die styreen en propeenoxide maakt, dient unit 4800 voor het hydrogeneren van1-fenylethanon(methylfenylketon) tot 1-fenylethanol (methylfenylcarbinol) met behulp van waterstof. Hij bestaat uit twee ‘tricklebedreactoren’ in serie, waarin gas én vloeistof van boven naar beneden door een bed van cilindervormige katalysatorkorrels stromen. De katalysator wordt aangeduid met G22-2 en bevat koperoxide en bariumchromaat.
De katalysator wordt eens in de vier jaar vervangen. De verse katalysator moet vervolgens worden geactiveerd. Dat gebeurt door eerst een aantal uren te spoelen met warm ethylbenzeen, de grondstof voor 1-fenylethanon, teneinde de verontreinigingen er uit te krijgen. De eigenlijke activatie bestaat dan uit oxidatie van het achtergebleven ethylbenzeen tot 1-fenylethanon; de katalysator wordt hierbij zelf gereduceerd.
Bij het spoelen wordt stikstof gebruikt. Achteraf heeft Shell berekend dat de voorgeschreven stikstofstroom veel te laag was. Met als gevolg dat de katalysatorpellets deels droog bleven. Als gevolg daarvan is het ethylbenzeen met de zuurstof in het bariumchromaat gaan reageren, een reactie die exotherm is. Dit werd nog verergerd door een gewijzigde samenstelling van de G22-2-katalysator: de producent deed er voortaan veel meer chromaat in.
Op plekken waar de katalysator onvoldoende bevochtigd is, kan die warmte niet weg en krijg je lokale ‘hot spots’. Als het daar warm genoeg wordt (180 graden, volgens Shell) gaat ethylbenzeen ook nog reageren met het koperoxide in de katalysator. Die reactie is ook exotherm, zodat de temperatuur nog verder oploopt: een ‘runaway’, oftewel een reactie die op hol slaat.
Vervolgens vindt er gasvorming met drukverhoging plaats. Dat gaat uiteindelijk zo snel dat de drukbeveiliging de overmaat gas niet kan afvoeren: de boel ontploft. Eerst bezweek de tweede tricklebedreactor, 23 seconden nadat de operator had gezien dat de druk boven het toegelaten maximum uit kwam. 20 seconden later vloog ook nog een scheidingsvat uit elkaar. Volgens het rapport is er op nog een aantal punten tegen de veiligheid gezondigd: Zo werden diverse alarmbellen genegeerd mede omdat het idee bestond dat tijdens de opstart niets kon gebeuren.