informacje



poniedziałek, 16 grudnia 2019

1921 - Eksplozja w Oppau

Krater po eksplozji

W niemieckim Oppau (dziś część miasta Ludwigshafen), w latach 20. działał zakład produkujący nawozy sztuczne. Jednym z głównych produktów był nawóz azotowy zawierający azotan amonu  zmieszany z siarczanem. Azotan amonu jest jednak substancją niebezpieczną - podobnie jak inne saletry, w podwyższonej temperaturze rozkłada się, działając jak silny utleniacz. Saletra potasowa zmieszana ze związkami organicznymi, lub węglem i siarką, daje różnego typu masy wybuchowe. Azotan amonu ma natomiast tę szczególną cechę, że potrafi utlenić sam siebie - w jonie azotanowym azot ma stopień utlenienia +5 zaś w amonowym -3. Oznacza to, że oba jony mogą zareagować wzajem ze sobą, wytwarzając produkty gazowe, głównie azot, tlenki azotu i wodę. Gwałtownie rozprężające się gazy po reakcji chemicznej, gorące wskutek dużej uwalnianej energii, to właśnie wybuch.

Z tego powodu w podwyższonej temperaturze azotan amonu staje się materiałem wybuchowym i wiele razy już doprowadzał do celowych lub niezamierzonych eksplozji. Ostatnio na przykład Breivik użył bomby z nawozów podczas swojego ataku w Oslo. Jednym z najgorszych przypadków takich wybuchów, była właśnie eksplozja w Oppau.
Zakład przechowywał saletrę w dużym budynku magazynowym na jednej kupie, w formie pryzm dochodzących do 20 metrów wysokości. W roku 1921 postanowiono ułatwić sobie zadanie, i nawóz dostarczano do magazynu bezpośrednio z aparatury do suszenia rozpyłowego. Stężony, gorący roztwór rozpylano w rurze, do której doprowadzono suche powietrze. Następowało zastyganie małych kropelek, które jako perełki wysypywały się na podajnik, rozrzucający materiał półkolem pośrodku magazynu. Perełki w momencie wpadania do magazynu były mimo to wciąż jeszcze nieco wilgotne i dosychając ostatecznie sklejały się w masę o twardości betonu, którą trudno było rozbić łopatą a nawet kilofem górniczym. Powstawał tak zwany "bunkier" który po pewnym czasie uniemożliwił dalsze nasypywanie produktu W sierpniu 1921 podczas wybierania zapasów, w magazynie została półkolista pryzma obejmujący najbardziej stwardniałą część złoża, której nie dało się już wybrać.
Co też zrobić z taką ilością bardzo przecież potrzebnego produktu? A no rozwalić dynamitem.

Na pierwszy rzut oka wydaje się to szaleństwem, jednak zakład produkował nie czysty azotan amonu, lecz zmieszany z siarczanem amonu, siarczanem sodu i różnymi zanieczyszczeniami stałymi. Podczas krystalizacji z roztworu zawierającego podobne proporcje siarczanu i azotanu powstaje sól podwójna tworząca wspólny kryształ, o mniejszej wrażliwości chemicznej. Wcześniejsze próby pokazały, że jeśli ilość saletry amonowej w masie nie jest większa niż 60% to materiał jest dość bezpieczny, produkt składowany w magazynie miał około 50% tego składnika. Wiele razy zresztą już tak robiono, wysadzano góry stwardniałego od wilgoci nawozu, i nic się nie działo. Tym razem jednak stało się.
Co do przyczyn, opinie są różne. Produkowana masa nie miała stałego składu; w najbardziej stwardniałej warstwie mogła się znaleźć partia bardziej nasycona. Jeśli nawóz zsypywano mocno wilgotny mogło dojść do spłynięcia na dno pryzmy roztworu zawierającego więcej dobrze rozpuszczalnego azotanu. Sami nadzorujący prace niekoniecznie się trzymali reguły "nie więcej niż 50%", w zasadzie podejmowano już wysadzenia brył o składzie bliskim bezpiecznej granicy. Mogło być więc i tak, że inżynierowie wiedzieli, że partia nawozu zawiera dużo więcej azotanu niż powinna, ale mieli nadzieję, że tym razem też się uda. Na dodatek lato 1921 było w Niemczech wyjątkowo suche i gorące - zresztą, w Polsce podobnie, to wtedy zanotowano rekordowo wysoką temperaturę +40 koło Opola - sypki materiał na prawdę dobrze wysechł. W wysokiej temperaturze granulowania i suszenia utrudnione było powstawanie soli podwójnej azotano-siarczanu amonu, raczej powstała mieszanka czystych kryształków. Bezpieczna dotychczas procedura rozbijania twardych brył zaczęła przypominać tańczenie kankana nad przepaścią.
Krater w miejscu magazynu

Wysadzenie stwardniałej masy odbyło się dokładnie 21 września o godzinie 7:32. Wybuch objął jednak tylko część magazynowanego nawozu - wyparowało około dziesięciu procentów, pozostałe fragmenty zostały rozrzucone dokoła. Wciąż jednak było to około 500-600 ton azotanu, który pokazał swą moc.
Fala uderzeniowa zburzyła większość budynków w okolicy, wywołując zniszczenia do 30 kilometrów wokoło. Grom słyszano  aż w Monachium, trzysta kilometrów dalej, zaś wstrząs był wyczuwany w Zurychu. W miejscu magazynu powstał krater o długości 160 i szerokości 90 metrów, głęboki jeszcze na 20. Szybko zapełnił się wodą. W zakładzie przemysłowym i okolicznych miejscowościach zginęło około 560 osób a 6,5 tysiąca straciło dach nad głową.  Była to najgorsza katastrofa przemysłowa w historii Niemiec.

ze strony Oppau.info

-------
*  https://ffi-publikasjoner.archive.knowledgearc.net/bitstream/handle/20.500.12242/1259/16-01508.pdf?sequence=1&isAllowed=y
*  http://oppau.info/2011/09/14/explosionskatastrophe-1921/

5 komentarzy:

  1. Podobno Karel Čapek pisał niektóre sceny w powieści "Krakatit" (I wyd. 1922) pod wpływem katastrofy w Oppau.
    A tego typu wybuchów "saletrzanych" było więcej, w tym samym roku zginęło 19 osób podczas rozsadzania zbrylonej saletry amonowej w wagonie kolejowym, w Kriewald (Krywałd, obecnie część Knurowa). A zbrylony nawóz "strzelano" dalej, co najmniej do 1942 roku (wybuch w zakładach azotowych w Tessenderlo). Poza tym były oczywiście wybuchy saletry z innych przyczyn (największy w Texas City, 1947).

    A Breivik to jednak oidp użył ANFO, a nie czystej saletry ani Mischsalz'u (nazwa handlowa mieszanki siarczan amonu / azotan amonu sprzedawanej przez BASF - do nich należał zakład w Oppau).

    Czy, przy okazji, mógłbym poprosić przy jakiejś okazji o notatkę poświęconą historycznym metodom syntezy azotowej z azotu atmosferycznego? (zwłaszcza innym niż metoda Habera i Boscha - oidp były co najmniej dwie takie).

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. W sensie - dawne metody otrzymywania amoniaku i kwasu azotowego? Cośtam można skrobnąć.

      Po wybuchu w Krywałdzie miano zakazać w Niemczech wysadzania nawozów. Zresztą nie wiem czy aby materiał, który wtedy wybuchł w pociągu nie pochodził aby z Oppau.

      Usuń
    2. @Kuba Grom
      Tak, cyjanamid wapnia, amoniak, kwas azotowy, te rzeczy. To mi się wydaje mocno fascynujące - przewrót cywilizacyjny równie ważny, co silniki cieplne, elektrotechnika i beton zbrojony.

      Usuń
    3. Tym bardziej, że produkcja azotanów uniezależniła Europę od złóż naturalnych w innych krajach. Jeszcze w XIX wieku o złoża saletry wybuchały wojny. To było wiele różnych zmian wynikających z jednego postępu technologicznego. No i teraz chyba konieczny będzie drugi postęp, bo obecne metody są wprawdzie tanie ale też strasznie węglożerne. No, zobaczymy jak to sobie rozplanuję.

      Usuń
    4. @Kuba Grom
      Jeśli dobrze pamiętam, jeszcze w 1914 roku Niemcy musieli zrabować dziesiątki tysięcy ton saletry chilijskiej (sodowej) w Antwerpii, żeby móc dalej prowadzić długotrwałą wojnę (gdyby nie to, po miesiącu czy dwóch skończyłaby im się amunicja). Dopiero potem zaczęli na rozbudowywać przemysł azotowy - bardziej dla potrzeb wojennych niż rolniczych.

      Usuń