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Ursachenforschung: Störfälle Albtraum Anlagenstörfall – Chemieunfälle in der Prozessindustrie

| Autor/ Redakteur: Tobias Hüser / Wolfgang Ernhofer

Brennt es in der Chemieanlage, sind die örtlichen Medien schnell zur Stelle. Doch nachdem die ersten Eilmeldungen verstummt sind, erlahmt oft das Interesse an der Ursache. Wir wollten es genau wissen. PROCESS hat für drei Vorfälle die Störfallberichte der ZEMA analysiert.

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(Bild: Alexander Baumbach/Fotolia.com)

13. August 2012, 7:00 Uhr auf dem Firmengelände von Koepp Schaum in Oestrich-Winkel: Eine TDI-Rohrleitung öffnet sich, Toluol-2,4-diisocyanat strömt in Richtung eines Plattenwärmetauschers. Die Ausgangssubstanz zur Schaumstoffproduktion soll dort gekühlt werden. 15 Minuten vergehen, dann ertönt ein Alarm. Ein Überdruckventil im Kühlwasserkreislauf spricht an, Flüssigkeit muss abgelassen werden. Aus Sicherheitsgründen stoppen Mitarbeiter die TDI-Kreislauf-Pumpe und schließen die Rohrleitung zum Wärmetauscher.

Vier Stunden später spitzt sich die Lage plötzlich zu: Temperatur und Druck im Inneren eines Isocyanat-Tanks sind stark erhöht, Dampf entweicht in das Lager. Gegen 12:45 Uhr treten Flüssigkeit und Schaum aus dem Behälter aus. Die Feuerwehr, die kurze Zeit später eintrifft, leitet erste Sicherheitsmaßnahmen ein. Die Einsatzkräfte kühlen die Tanks von außen, entkoppeln benachbarte Anlagenteile und Rohrleitungen, sperren den Gefahrenbereich ab und alarmieren die Bevölkerung. Die atemwegsreizende Gaswolke aus TDI können sie aber nicht aufhalten. Sie verletzt zwei Koepp-Beschäftigte und 17 Einsatzkräfte leicht. Obwohl umliegende Wohngebiete evakuiert werden, klagen auch sieben Anwohner über Reizungen der Atemwege und werden behandelt.

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Außer dem Störfall bei Koepp Schaum meldeten im vergangenen Jahr deutsche Anlagenbetreiber der Zentralen Melde- und Auswertestelle für Störfälle und Störungen (ZEMA) 25 Störfälle. Die Bilanz: insgesamt 119 Verletzte und zwei Tote. 15 dieser Unfälle ereigneten sich in Chemie-, Petrochemie- und Pharmaanlagen sowie in Lagerstätten für Chemikalien. Der technische Gesamtschaden der Störfälle belief sich laut ZEMA-Daten auf geschätzte 5,6 Millionen Euro.

Feuerwehreinsatz dauerte 4 Wochen

Die finanzielle Einbuße für den Betreiber der Koepp-Anlage fiel da noch vergleichsweise gering aus: 100 000 Euro kosteten die Reparatur des Tanks und die Beseitigung von 20 t verunreinigten TDI. Tagelang musste der havarierte Tank gekühlt werden. Erst nach über vier Wochen war der Einsatz der Feuerwehr beendet. Was für das Unternehmen finanziell aber weitaus schlimmer wog, war der Entzug der Betriebsgenehmingung durch das Regierungspräsidium Darmstadt.

In den kommenden fast sechs Monaten musste der Betrieb mit Produktionsausfällen, Kosten des Rettungseinsatzes, Gutachten und Gebühren kämpfen – laut einem Interview der Frankfurter Allgemeinen Zeitung mit dem Koepp-Geschäftsführer Andreas Mahler belaufen sich die Kosten auf einen „mittleren einstelligen Millionenbetrag.“ Wie die FAZ berichtet, überlebte die Schaumstofffabrik das finanzielle Desaster nur durch die Unterstützung der britischen Konzernmutter Vita. Nachdem das Unternehmen alle geforderten sicherheitstechnischen Maßnahmen umsetzte, gab das Regierungspräsidium die Wiederinbetriebnahme der Produktionsanlage am 4. Februar 2013 frei. Was bleibt, ist die Frage nach der genauen Unfallursache.

Der Grund sei auf menschliches Versagen eines Mitarbeiters einer Fremdfirma zurückzuführen, so Mahler. Um die Effizienz in der Produktion zu verbessern, hatte der Kontraktor erst kurz vorher den Plattenwärmetauscher installiert – allerdings unsachgemäß. So gelangte Wasser unkontrolliert in den TDI-Tank und erzeugte das chemische Unglück.

Falsch dosierter Katalysator kostet zwei Millionen Euro

Einem menschlichen Fehler lag auch die Explosion im Chemiepark Marl Ende März 2012 zu Grunde. Zwei Menschen starben dadurch. In einer Evonik-Anlage zur Herstellung von 1,5,9-Cyclododecatrien (CDT) gerieten 10 000 bis 30 000 kg des farblosen Gases 1,3-Butadien in Brand. Als Ursache wird die Überdosierung eines Katalysators angenommen. Die Werksfeuerwehr leitete alle notwendigen Notfallmaßnahmen ein.

Das anfallende Löschwasser wurde im Zulauf der Kläranlage gespeichert, damit das Löschmittel nicht in die Kläranlage und somit auch nicht in den benachbarten Wesel-Datteln-Kanal fließen konnte. Insgesamt entstand ein technischer Sachschaden von zwei Millionen Euro. Der Ausfall des Werks führte zu Lieferengpässen bei CDT-basierten Produkten, so z.B. bei Stabilisatoren und Weichmachern für thermoplastische Polymere. Erst im Dezember 2012 ging die Anlage wieder in Betrieb.

Was passiert, wenn ein Flansch undicht ist

Ganz gleich ob falsch dosierte Katalysatoren oder fehlerhaft montierte Wärmeaustauscher – Statistiken des Umweltbundesamt zeigen, dass vorwiegend menschliche Fehler Störfälle auslösen. Im Jahr 2010 lag der Anteil bei 46 %. Bei mehr als der Hälfte dieser Unfälle hatten Mitarbeiter die Anlagen falsch bedient und Vorschriften missachtet. Technische Fehler an Apparaten und Armaturen waren nur für 18 % der Störfälle der Grund.

Trotzdem sind Armaturen typische Schwachstellen in Anlagen. Das belegt ein Vorfall im Mai 2012 im Werk von Wacker Chemie in Burghausen. Laut ZEMA traten aus einem undichten Flansch in einer Transferleitung von einem Tanklager zu einer Destillation etwa 1500 kg Chlorsilan-Gemisch aus. Das Betriebspersonal bemerkte den Stoffaustritt sofort, schloss alle Zuleitungen, schaltete die Pumpe ab und öffnete die Armatur in Richtung des Tanklagers. Dadurch konnten die Mitarbeiter die Leitung entspannen.

An der Austrittsstelle bildete sich eine Salzsäurewolke, die wurde aber von der Werksfeuerwehr mit einem Wassernebel niedergeschlagen. Die Sicherheitsexperten von Wacker entschieden sich dazu, eine provisorische zweite Dichtung in den Flansch einzubauen, ohne die defekte Dichtung zu demontieren. Das nach wie vor heraustropfende Chlorsilan-Gemisch wurde von einem Flanschdichtkissen aufgefangen, dass mit einem wassergefüllten IBC verbunden war.

Die Verbindung war noch nicht fertiggestellt, da verschärfte sich die Situation erneut. Aufgrund der geodätischen Höhe trat aus der drucklosen Rohrleitung wieder mehr Chlorsilan aus. Um die ätzenden Flüssigkeit zu stoppen, entschied der Einsatzstab, einen Stickstoffanschluss an die Rohrleitung zu montieren. Bis in den nächsten Tag hinein drängte der Gasdruck die Chemikalie in den Tank zurück.

2 cm großes Dichtungsstück aus Rohrleitung herausgepresst

Den Grund für den defekten Flansch entdeckten Wacker-Mitarbeiter erst später. Sie entfernten die provisorische Abdichtung und demontierten einen toten Leitungsast, der von dem Flansch abzweigte, aber seit mehreren Jahren nicht mehr verwendet wurde. Abschließend brachten Instandhalter eine neue Dichtung und einen Blinddeckel an. Rund 31 Stunden nach Beginn des Stoffaustritts konnte das Unternehmen die Leitung wieder in Betrieb nehmen.

Eine Untersuchung ließ erkennen, dass die Dichtung aus Gummi-Asbest seit 1993 ohne Leckage im Einsatz war. Am Unfalltag wurde ohne Vorankündigung – ein Bart am Flansch durch Verkieselungen oder Tropfenleckage war nicht erkennbar – ein etwa 2 cm großes Dichtungsstück aus der Rohrleitung herausgepresst. Nach dem Bericht der ZEMA beeinträchtigte eine Permeation der Dichtung mit Produkt die Zugfestigkeit des Bauteils. Ungleichmäßige Flächenpressung über dem Flansch begünstigte die Permeation. Dies kann z.B. durch ungleichmäßig angezogene Flanschschrauben entstehen.

Wenn Behörden und Betreiber nicht zusammenarbeiten

Anlagensicherheit ist in Deutschland Sache des Bundesumweltministeriums, das schon vor Jahrzehnten mit der Seveso-Richtlinie aus dem Chemieunfall in der italienischen Stadt Seveso Konsequenzen gezogen hat. Die Pflichten, die ein Betreiber erfüllen muss, wenn in seinem Industriebetrieb bestimmte Mengen gefährliche Stoffe vorhanden sind, sind in der Störfall-Verordnung (12. BImSchV) festgelegt. Die im Jahr 2005 aus der Störfall-Kommission (SFK) und dem Technischen Ausschuss für Anlagensicherheit (TAA) hervorgegangene Kommission für Anlagensicherheit (KAS) erstellt dafür Leitfäden und Berichte, die Empfehlungen für Anlagenbetreiber, Sachverständige und Behörden enthalten.

Welche Folgen ein Chemieunfall haben kann, wenn Betreiber Meldepflichten nicht erfüllen, zeigt die Explosion der Düngemittelfabrik des Unternehmens West Fertilizer im US-Bundesstaat Texas. Ein Anlagenteil fing dort im April diesen Jahres Feuer. Einsatzkräfte versuchten den Brand zu löschen. Allerdings bahnten sich die Flammen ihren Weg in Richtung eines Lagers, gefüllt mit 30 t Ammoniumnitrat. Nur 20 Minuten nachdem die Feuerwehr von dem Vorfall informiert wurde, detonierte der Stoff. Die Explosion kostete 15 Menschen das Leben.

Düngemittelfabrik seit 1985 nicht mehr kontrolliert

Aus Sicht von Rafael Moure-Eraso, Vorsitzender des U.S. Chemical Safety Boards, hätte die Katastrophe verhindert werden können, wenn allein das Ammoniumnitrat eine Stunde feuergeschützt und eine Wassersprinkleranlage in der Anlage installiert gewesen wäre. So hätte die Feuerwehr genügend Zeit gehabt, die Flammen in der Nähe des explosiven Stoffs zu löschen. Stattdessen lagerte die Chemikalie in Holzcontainern und das Feuer war bereits außer Kontrolle, als die Feuerwehr eintraf. Ein einziger Besuch der Occupational Safety and Health Administration (OSHA) in der Düngemittelfabrik hätte womöglich ausgereicht, die Katastrophe zu verhindern. Die Bundesbehörde für die Durchsetzung des Bundesarbeitssicherheitsgesetzes in den USA hatte die Anlage laut amerikanischen Medienberichten aber seit 1985 nicht mehr inspiziert.

Was kaum zu glauben ist, wird von der OSHA bestätigt: Bevor keine Beschwerde bei der Sicherheitsorganisation eingeht, untersucht diese nur Düngemittelfabriken, die mehr als 180 kg Ammoniumnitrat in ihren Depots lagern. Diese Zahl überschritt West Fertilizer zwar um das 1350-fache, informierte das U.S. Department of Homeland Security aber nicht darüber. Moure-Eraso sieht deshalb auch US-Behörden in der Pflicht, die Richtlinien in den USA zu verschärfen: Sogar die National Fire Protection Association (NFPA) erlaubt die Lagerung von Ammoniumnitrat in Holzgebäuden und hält eine automatische Wassersprinkleranlage erst für notwendig, wenn mehr als 2500 t im Depot liegen. Dieser Wert ist aber 80-mal höher als die Menge, die das Unglück bei West Fertilizer auslöste.

Von Unfällen dieser Größenordnung ist Deutschlands Chemieindustrie in den letzten Jahren zwar verschont geblieben, bleibt aber trotzdem die Frage, ob Grenzwerte und Richtlinien in Deutschland ausreichen, um solche Katastrophen zu verhindern.

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