Utrustning
Reaktionskammaren är tillverkad av gjutjärn och fodrad med syrafast tegel. Den konstruerades för trettio år sedan men inspekteras varje halvår. Den senaste inspektion skedde för tre månader sedan och då hittades inga förändringar i kammaren. Inga sprickor, korrosion eller separation hittades i gjutjärn, i tegelfoder eller i ledningarna, som förbinder kammaren med ingångs- och utgångsrören. En viss försämring av tegelfog hittades men bedömdes vara av mindre betydelse. In- och utgående temperatur och tryckmätare tillhör den ursprungliga utrustningen, som installerades när reaktionskammaren konstruerades. Nyare mätare finns, men de ursprungliga mätarna har inte ersatts. Detsamma gäller för ingångs- och utgångsventiler som automatiskt reglerar flödet av gaser in i och ut ur kammaren beroende på temperaturen och trycket. Var tredje månad inspekteras mätarna och ventilerna rutinmässigt och de rörliga delarna smörjas med olja. Anläggningsdokumentationen visar att ingångsreglerutrustningen hade haft sin regelbundna servicekontroll för tre månader sedan. Utrustningen befanns då i normalt skick. Loggen visar att de utgående temperatur- och tryckmätarna också befanns vara i gott skick och att de hade blivit rutinmässigt inspekterade vid denna tidpunkt. En felanmälan under de senaste tre månaderna indikerar att utgångsventilen var fast i det stängda läget och måste öppnas manuellt.
Både ingångs- och utgångspumparna som för gaserna in i kammaren och upprätthåller flödet av svaveltrioxiden ut ur kammaren också är originalutrustning. Tydliga uppgifter visar att ingångs- pumpen har haft rutinmässig service vid den tidpunkten och att det har certifierats som varande i gott skick.
Inga uppgifter föreligger om inspektionen av produktions- (utgångspumpen) pumpen, som skulle ha inträffat för tre månader sedan. Den sista dokumenterade inspektionen av pumpen skedde för 18 månader sedan.
34 Material
Det svavel som används för att producera svaveldioxid för reaktionen erhålls från Midland Chemical Company i Milville, Ohio. Den levereras med tåg till fabriken i förseglade trummor. Midland svavel har använts vid fabriken efter att den konstruerades och förblir i bruk i dag. Anläggningsloggboken indikerar att alla de trummor, som mottagits från Midland under de senaste två åren, har haft Midland certifierings klistermärke på sig.
Inspektionsloggar vid anläggningen indikerar att renheten av svavlet har varit konstant under denna period, med undantag för en liten ökning av arsenik, som var väl inom toleransgränserna. En vanadinkatalysator har också erhållits från Midland. Den var rutinmässigt utbytt för sex år sedan. Inspektion visar att katalysatorn rutinmässigt rengörs från dammavlagringar var tredje månad och föreliggande katalysator har rengjorts för två månader sedan. Kvantiteten av den vanadinkatalysator som kvarstod efter sista rengöringen var 10% mindre (förmodligen på grund av normal förlust under rengöring).
Syret som används erhålls från luften och vattnet från djupa brunnar som finns på anläggnings- tomten. Inga förändringar i den kemiska sammansättningen av luften som används (t ex på grund av föroreningar) har noterats i de rutininspektioner som har skett var sjätte månad under de senaste två åren. Det vatten som används i reaktionen har kommit från samma källa under de senaste två åren.
Inspektionsloggboken indikerar en minskning av kalciuminnehåll av vattnet för tre månader sedan i jämförelse med för två år sedan
Loggboken visar också att samma mängder svavel, syre och vatten använts i reaktionen under de senaste två åren.
Personal
Anläggningen har inte haft några personalförändringar under de senaste tre åren. Båda kammarreaktionshandledarna har varit anställda i minst tio år i anläggningen och deras tjänste- register är utmärkta. Kammarens reaktionsutgångshandledare är den anställda som har varit på jobbet längst - 23 år.
Reaktionsregister
Förutom att indikera en minskning av mängden svavelsyra som producerats vid anläggningen under de senaste två åren, visar det dagliga reaktionsregistret följande:
35
-Normala genomsnittliga temperatur- och tryckavläsningarna på ingångs mätare (40-60 C) -Allt högre än normala värden på utgående temperatur- och tryckmätare (ibland så högt, till exempel, som 575 C)
-Mer än vanliga avsättningar av arsenik på insidan av den utgående ledningen
Högaktningsfullt……..Ralph Saunders Datum…..13 mars 2016 Ralph Saunders
36 AKTIVT TÄNKANDET
För att kunna analysera detta problem, ber jag dig att låtsas att du är produktionschef av en kemisk anläggning som producerar svavelsyra. Svavelsyra har många användningsområden i branscher, exempelvis i etsning av metaller och som en elektrolyt i bilbatterier.
I din anläggning produceras svavelsyra genom kontaktprocessen. Denna är en flerstegsserie av reaktioner som börjar med förbränningen av svavel eller svavelföreningar för att producera svaveldioxid. Nästa steg, oxidation av svaveldioxid till svaveltrioxid, är en jämviktsreaktion.
SO2 + O2 = SO3
Reaktionen kräver en katalysator, vanadiumoxid och är exoterm. Betingelserna i kammaren justerades för en maximal produktion av svaveltrioxid. Kammaren kontrolleras rutinmässig och servas en gång om året.
(Se schemat för anläggningen)
Idag har det visats ett problem vid anläggningen: produktionsnivån av svavelsyra har under den gångna veckan börjat minska. Kvalitetskontrollspersonal har spårat något problem i jämviktsreaktionen . Något orsakar minskningen av den mängd av svaveltrioxid som produceras. Detta i sin tur påverkar produktionen av svavelsyra.
SKICKLIG ORSAKS FÖRKLARING
1. Vilka är de möjliga orsakerna till att produktionsnivån av svavelsyra har minskat ? (Tänk på Le Chatelier tillämpad till reaktionen SO2 + O2 = SO3 och lista ut alla möjliga orsaker, 1,2,3
osv)
2. Vad kan räknas som möjligt bevis för eller mot dessa möjliga orsaker?
(Tips: Analysera anläggningen och de olika steg i processen och lista ut vad du skulle ha sett om t.ex. 1 hade verkligen varit orsaken till förminskning av produktionsnivån av svavelsyra)
37
3. Vilka bevis har du redan eller har du samlat, som är relevant för att avgöra vad som orsakade händelsen? (Vilka är fakta/bevis som bekräftar din hypotes t.ex. att 1 är verklig orsak till förminskning av svavelsyra?)
(Tips: Analysera undersökningsrapporten)
4.Vilken möjlighet görs troligen baserad på bevis? (Tips: Jämför möjliga bevis och faktiska bevis)