【事故から学ぶ】「良かれと思った洗浄処理」が爆発物に変化？三菱マテリアル四日市工場爆発事故に学ぶ、未知の危険性

化学プラントの現場では、「開放点検」や「洗浄」は日常的に行われるメンテナンス作業です。しかし、2014年、そのありふれたはずの洗浄作業中に、誰も予想しなかったメカニズムで爆発事故が発生しました。

今回は、「安全のために行った処理」が、逆に「爆発威力を高めてしまった」という、三菱マテリアル四日市工場爆発火災事故の調査報告書を紐解きます。既知の知識だけでは防げなかったこの事故から、私たちが学ぶべきプロセス安全の核心に迫ります。

1. 事故の概要：メンテナンス中の悲劇

2014年1月9日午後、三菱マテリアル四日市工場の多結晶シリコン製造施設において、取り外された熱交換器の開放作業中に爆発が発生しました。

この事故は、運転中のトラブルではなく、「プラントから切り離して洗浄を行っていた熱交換器」を開放した瞬間に発生しました。

通常、クロロシラン類は水と反応させて無害化（加水分解）するのが一般的です。しかし、この事故ではその常識の「死角」となる化学反応が起きていました。

当該熱交換器の内部には、運転中に生成された「クロロシランポリマー類」が堆積していました。これは発火性の物質ですが、通常の状態では爆発威力は小さいものでした。

開放時の塩化水素発生を抑えるため、約20日間にわたり「加湿窒素」を通気し、ポリマーを加水分解処理しました。これは安全確保のための意図的な処置でした。

ここに、当時あまり知られていなかった化学的挙動が潜んでいました。

低温での加水分解: 冬場の低温下で加水分解が進んだことで、水素（Si-H）や水酸基（Si-OH）を多く含み、特定の構造（Si-Si結合）を残した極めて不安定な加水分解生成物が生成されました。
乾燥工程: その後、仕上げとしてドライ窒素を流して乾燥させました。後の検証で、この生成物は乾燥すると爆発感度と威力が劇的に高まる性質があることが判明しました。

作業当日、クレーンで吊りながら上部カバーを開放した際、フランジ同士が接触するなどの物理的衝撃（打撃）が発生しました。
乾燥して敏感になっていた生成物は、この衝撃により発火・爆発。そのエネルギーで未反応のポリマーが空中に飛散し、大規模なファイアボール（火球）を形成しました。

この事故の恐ろしさは、当時の一般的な化学的知見やSDS（安全データシート）の情報だけでは、リスクを予見するのが困難だった点にあります。

公知情報の不足: クロロシランポリマー類を低温で加水分解し、乾燥させると爆発威力が跳ね上がるという知見は、当時十分かつ正確には知られていませんでした。
想定外の反応: 過去の知見では「アルカリと混ざらなければ爆発しない」と考えられており、水処理後の乾燥物がこれほどの威力を持つとは想定されていませんでした。