ESITTELIJÄ: Torrance-jalostamo on 750 hehtaarin laajuinen laitos, joka sijaitsee Los Angelesin ulkopuolella Kaliforniassa. Räjähdyshetkellä jalostamon omisti ExxonMobil. Tärkeä osa jalostusprosessia tapahtuu laitoksen nestekatalyyttisessä krakkausyksikössä eli FCC-yksikössä. FCC-yksikössä raakaöljyn raskaat hiilivedyt pilkotaan tai krakataan pienemmiksi hiilivedyiksi, jotka voidaan sitten jalostaa bensiiniksi ja muiksi polttoainetuotteiksi.
Raskat hiilivedyt syötetään ensin reaktoriin, jossa ne sekoittuvat katalyytin kanssa. Raskaat nestemäiset hiilivedyt muuttuvat kevyemmiksi hiilivetyhöyryiksi kulkiessaan reaktorissa ylöspäin. Reaktorin yläpäässä kevyemmät hiilivetyhöyryt erotetaan katalyytistä. Hiilivetyhöyryt virtaavat sitten päätislauskolonniin.
Katalyytti putoaa reaktorin sivua alaspäin, josta se siirtyy liukuventtiilin kautta laitteeseen, jota kutsutaan regeneraattoriksi. Katalysaattorin päälle muodostuu reaktion aikana hiilikerros, jota kutsutaan koksiksi ja joka on poistettava. Regenerointilaitteeseen lisätään ilmaa, ja katalysaattorin päällä oleva koksi poltetaan pois. Tämän jälkeen katalyytti syötetään takaisin reaktoriin liukuventtiilin kautta, ja sykli toistetaan.
Kun koksi palaa pois katalyytistä, syntyy palamistuotteita, joita kutsutaan savukaasuiksi. Savukaasu virtaa ulos regeneraattorista ja tulee useista laitteista koostuvaan järjestelmään, joka poistaa jäljellä olevat katalyyttihiukkaset. Regenerointilaite ja savukaasujärjestelmä muodostavat FCC-yksikön ilmapuolen.
Savukaasujärjestelmän viimeistä laitetta kutsutaan sähkösuodattimeksi eli ESP:ksi. ESP poistaa pienet katalyyttihiukkaset staattisen sähkön avulla. Kun ESP on jännitteinen, se synnyttää kipinöitä, jotka ovat syttymislähteitä.
On kriittisen tärkeää, että reaktorissa olevat syttyvät hiilivedyt eivät virtaa FCC-yksikön ilmapuolelle, koska se voi luoda räjähdyskelpoisen ilmapiirin. Tämän vaaran välttämiseksi reaktorin ja regeneraattorin yhdistäviä kahta liukuventtiiliä käytetään pitämään katalysaattorisulku laitteiden välillä.
Jalostamon räjähdykseen lopulta johtanut tapahtumasarja alkoi maanantaina 16. helmikuuta 2015, kun FCC-yksikön ilmapuolella oleva ekspanderiksi kutsuttu laite värähteli niin voimakkaasti, että jalostamon ohjausjärjestelmä siirsi FCC-yksikön automaattisesti valmiustilaan, jota kutsutaan turvapysäytystilaksi.
Turvapysäytystilan ollessa päällä hiilivetyjen virtaus reaktoriin on katkaistu. Myös ilman virtaus regeneraattoriin pysäytetään. Reaktorin ja regeneraattorin yhdistävät kaksi liukuventtiiliä suljetaan sen varmistamiseksi, että katalyyttisulku säilyy. Tämän jälkeen reaktoriin pakotetaan höyryä, jotta päätislauskolonnissa olevat hiilivedyt eivät pääse virtaamaan takaisin reaktorin sisälle.
ESP pysyy jännitteisenä turvallisen pysäköinnin aikana. Yksi liukuventtiili oli kuitenkin syöpynyt kuuden vuoden käytön aikana. Ja vaikka se sulkeutui, se ei pystynyt pitämään katalysaattorisulkua reaktorissa. Seitsemän minuutin kuluessa siitä, kun yksikkö siirtyi turvalliseen pysäköintiin, kaikki reaktorissa oleva katalyytti putosi liukuventtiilin läpi regeneraattoriin.
Hiilivedyille syntyi suora reitti reaktorin ja regeneraattorin välille. Reaktoriin turvallisen pysäköintitilan puitteissa virtaavan höyryn paine oli kuitenkin riittävän korkea estämään hiilivetyjen virtaamisen takaisin pääkolonniin.
Yksikön ollessa turvallisen pysäköintitilan tilassa operaattorit yrittivät käynnistää paisuttimen uudelleen useita kertoja, mutta eivät onnistuneet siinä. Jalostamon henkilökunta kokoontui etsimään strategiaa paisuttimen korjaamiseksi ja FCC-yksikön saattamiseksi takaisin toimintaan. Käyttöhenkilökunta ennusti, että paisutinta ei voitu käynnistää uudelleen, koska katalyytti oli todennäköisesti kertynyt sen sisälle.
Tiistaina 17. helmikuuta pidettiin kokous, johon osallistui ryhmä jalostamon henkilökuntaa. Ryhmä keskusteli samankaltaisesta paisuttimen seisokista, joka tapahtui vuonna 2012 ja jota varten jalostamo oli kehittänyt niin sanotun poikkeaman.
Poikkeama on johdon hyväksymä poikkeama menettelystä. Ryhmä päätti käyttää vuoden 2012 varianssia, joka salli poikkeamisen tyypillisistä vaatimuksista paisuttimen eristämiseksi. Tähän prosessiin kuului myös sokkelin asentaminen yhteen paisuttimen ulostuloflansiin.
Keskiviikkoaamuna 18. helmikuuta Exxon Mobilin huoltohenkilöstö yritti asentaa sokkelin, mutta se ei onnistunut, koska höyry purkautui avoimen laipan läpi. Höyryä reaktorista oli kulkeutunut vuotavan liukuventtiilin kautta FCC-yksikön ilmapuolelle.
Käyttäen poikkeamaa ohjeena, höyryn virtausta reaktoriin vähennettiin yrittäen vähentää paisuttimesta karkaavan höyryn määrää. Poikkeamassa ei kuitenkaan arvioitu, oliko tämä virtausnopeus riittävä estämään hiilivetyjen virtaamista reaktoriin päätislauskolonnista.
Ja operaattoreiden tietämättä kevyitä hiilivetyjä erillisestä yksiköstä oli virrannut vuotavan lämmönvaihtimen kautta pääkolonniin, mikä nosti painetta pääkolonnissa. Kun höyryvirtaus väheni ja paine reaktorissa laski, mikään ei voinut estää hiilivetyjen virtaamista takaisin päätislauskolonnista. Hiilivedyt virtasivat reaktoriin, josta ne pääsivät vuotavan liukuventtiilin kautta FCC-yksikön ilmapuolelle.
Klo 8.07 FCC-yksikössä työskentelevä kunnossapitopäällikkö sai hälytyksen henkilökohtaiseen rikkivetymittariinsa, joka varoitti häntä siitä, että lähistöllä vuoti hiilivetyjä. Kello 8.40 mennessä useat työntekijät paisuttimen ympärillä saivat saman hälytyksen, ja FCC evakuoitiin.