ŘEČNÍK: Rafinerie v Torrance je zařízení o rozloze 750 akrů, které se nachází nedaleko Los Angeles v Kalifornii. V době výbuchu patřila rafinerie společnosti ExxonMobil. Důležitá část rafinačního procesu probíhá v jednotce fluidního katalytického krakování neboli FCC. V jednotce FCC se těžké uhlovodíky ze surové ropy štěpí nebo krakují na menší uhlovodíky, které se pak mohou zpracovat na benzín a další palivové produkty.
Těžké uhlovodíky se nejprve přivádějí do reaktoru, kde se mísí s katalyzátorem. Těžké kapalné uhlovodíky se při postupu reaktorem přeměňují na lehčí uhlovodíkové páry. V horní části reaktoru se páry lehčích uhlovodíků oddělí od katalyzátoru. Uhlovodíkové páry pak proudí do hlavní destilační kolony.
Katalyzátor padá dolů po straně reaktoru, kde prochází šoupátkem do zařízení zvaného regenerátor. Během reakce se na katalyzátoru vytvoří vrstva uhlíku zvaná koks, kterou je třeba odstranit. Uvnitř regenerátoru se přidává vzduch a koks na katalyzátoru se spálí. Katalyzátor se pak přes šoupátko přivádí zpět do reaktoru a cyklus se opakuje.
Při spalování koksu z katalyzátoru vznikají produkty spalování, které se nazývají spaliny. Spaliny vytékají z regenerátoru a vstupují do systému složeného z několika zařízení, která odstraňují zbývající přítomné částice katalyzátoru. Regenerátor a systém spalin tvoří vzduchovou stranu jednotky FCC.
Poslední zařízení v systému spalin se nazývá elektrostatický odlučovač neboli ESP. ESP odstraňuje malé částice katalyzátoru pomocí statické elektřiny. Když je ESP pod napětím, vytváří jiskry, které jsou zdrojem vznícení.
Je velmi důležité, aby hořlavé uhlovodíky v reaktoru neproudily na vzduchovou stranu jednotky FCC, protože by tak mohla vzniknout výbušná atmosféra. Aby se tomuto nebezpečí předešlo, používají se dva šoupátka spojující reaktor a regenerátor k udržení katalytické bariéry mezi těmito částmi zařízení.
Sekvence událostí, které nakonec vedly k výbuchu v rafinerii, začala v pondělí 16. února 2015, kdy část zařízení na vzduchové straně jednotky FCC zvaná expander vibrovala natolik silně, že řídicí systém rafinerie automaticky přepnul jednotku FCC do pohotovostního režimu známého jako bezpečný park.
V průběhu režimu bezpečného parku je tok uhlovodíků do reaktoru vypnutý. Zastaví se také přívod vzduchu do regenerátoru. Dva šoupátkové ventily spojující reaktor a regenerátor jsou uzavřeny, aby se zajistilo zachování katalytické bariéry. Poté se do reaktoru vtlačí pára, aby se zabránilo zpětnému toku uhlovodíků do hlavní destilační kolony.
Při bezpečném zaparkování zůstává ESP pod napětím. Jeden šoupátko však během šesti let provozu erodovalo. A přestože se uzavřel, nedokázal udržet katalytickou bariéru v reaktoru. Během sedmi minut po přepnutí jednotky do režimu bezpečného parkování propadl veškerý katalyzátor v reaktoru přes šoupátko do regenerátoru.
Vytvořila se přímá cesta pro proudění uhlovodíků mezi reaktorem a regenerátorem. Tlak páry proudící do reaktoru v rámci režimu bezpečného parkování byl však dostatečně vysoký na to, aby zabránil vtékání uhlovodíků z hlavní kolony zpět dovnitř.
S jednotkou v režimu bezpečného parkování se obsluha několikrát pokusila expander znovu spustit, ale nepodařilo se jí to. Pracovníci rafinerie se sešli, aby určili strategii opravy expandéru a opětovného uvedení jednotky FCC do provozu. Provozní pracovníci předpokládali, že expandér nelze znovu spustit, protože se v něm pravděpodobně nahromadil katalyzátor.
V úterý 17. února se uskutečnila schůzka za účasti skupiny pracovníků rafinerie. Skupina diskutovala o podobné odstávce expandéru, ke které došlo v roce 2012 a pro kterou rafinerie vypracovala tzv. odchylku.
Odchylka je vedením schválená odchylka od postupu. Skupina se rozhodla použít odchylku z roku 2012, která umožňovala odchýlit se od typických požadavků na izolaci expandéru. Součástí tohoto postupu byla instalace žaluzie do jedné z výstupních přírub expandéru.
Ve středu 18. února ráno se údržba společnosti Exxon Mobil pokusila tuto žaluzii nainstalovat, ale nemohla tak učinit, protože otevřenou přírubou unikala pára. Pára z reaktoru prošla netěsným šoupátkem do vzduchové části jednotky FCC.
S využitím odchylky byl snížen průtok páry do reaktoru ve snaze snížit množství páry unikající z expandéru. Odchylka však nevyhodnotila, zda je tento průtok dostatečný k tomu, aby se zabránilo proudění uhlovodíků do reaktoru z hlavní destilační kolony.
Aniž by to provozovatelé věděli, lehké uhlovodíky z oddělené jednotky proudily přes netěsný výměník tepla do hlavní kolony, což zvyšovalo tlak uvnitř. Při sníženém průtoku páry a nižším tlaku v reaktoru již nic nemohlo zabránit zpětnému toku uhlovodíků z hlavní destilační kolony. Uhlovodíky proudily do reaktoru, kde unikaly netěsným šoupátkem do vzduchové části jednotky FCC.
V 8:07 hodin obdržel vedoucí údržby pracující v jednotce FCC na svém osobním monitoru sirovodíku alarm, který ho varoval, že v blízkosti unikají uhlovodíky. V 8:40 hodin obdrželo stejný alarm více pracovníků v okolí expandéru a jednotka FCC byla evakuována.
.