Katalysatorwissels

Wat is kat en wat zijn katwissels?

Een katalysator in de chemische industrie is een stof die een chemische reactie versnelt zonder zelf te worden verbruikt; het wordt kortweg kat genoemd. Het wisselen van katalysator-materiaal, ook wel katwissels genoemd, is nodig wanneer de oude katalysator vervuild en/of minder actief wordt na verloop van tijd.

Voor bepaalde chemische reacties zijn katalysatoren nodig. Denk daarbij bijvoorbeeld aan de raffinage van aardolie. Omdat het katalysatormateriaal na verloop van tijd verontreinigd raakt en daardoor zijn werkzaamheid verliest, wordt een reactor ontdaan van (een deel van) het aanwezige katalysatormateriaal. Dit wordt het ontladen van de reactor genoemd. Vervolgens wordt de reactor schoongemaakt, geïnspecteerd, waar nodig gerepareerd en weer geladen met nieuw katalysatormateriaal; het geheel wordt een katwissel genoemd. Voor al deze werkzaamheden wordt de installatie tijdelijk buiten gebruik genomen.

Het ontladen kan op verschillende wijzen. In sommige gevallen kan de katalysator via uitstroomopeningen stromen; dit wordt dumpen genoemd. Ook in deze gevallen blijft er katalysator achter. Om dit te verwijderen betreedt iemand de reactor. Zijn werk bestaat uit het losbikken van het katalysatormateriaal met een schep, een drilboor of met ander gereedschap. Daarna zuigt hij het materiaal op met een sterke vacuümslang of laat het via de uitstroomopeningen uit de reactor stromen in een aparte opvang. In sommige gevallen wordt er niet gedumpt, maar wordt alle katalysator via betreding verwijderd door met vacuüm te zuigen.

Gevaren bij katwissel

Uitleg inerte atmosfeer

Het katalysatormateriaal dat ontladen moet worden kan na verloop van tijd pyrofore of voor zelfverhitting vatbare eigenschappen gekregen hebben. Dit wil zeggen dat het katalysatormateriaal spontaan ontbrandt bij contact met zuurstof. Om het achterblijvende katalysatormateriaal te ontladen moet de reactor geopend worden. Dit gebeurt door de reactor te betreden. Om te voorkomen dat het katalysatormateriaal ontbrandt, moet het zuurstofpercentage in de reactor omlaag gebracht worden. Dat gebeurt door de reactor, voorafgaand aan het moment waarop de reactor betreden wordt, te vullen met een onbrandbaar gas zoals stikstof. Dit wordt inertiseren genoemd. In deze zuurstofarme omgeving (inerte omgeving) is het niet mogelijk om zonder hulpmiddelen te ademen en er is een ademluchtvoorziening vereist voor degene die de reactor betreedt. Deze persoon wordt de duiker genoemd.

Verstikking

Wanneer iemand die de reactor betreedt met deze inerte omgeving problemen krijgt met de ademluchtvoorziening, dan komt deze in levensgevaar door zuurstoftekort.

Bedelving

Het katalysatormateriaal kan onder invloed van de zwaartekracht gaan schuiven. Katalysatormateriaal bestaat vaak uit pellets. In een reactor is vaak een deel van die pellets aan elkaar verkleefd tot harde brokken in de vorm van pilaren of aangekoekt tegen de wand. Deze brokken kunnen onverwacht los komen, uit elkaar vallen en op de duiker terecht komen. De duiker kan zodoende bedolven raken onder dit katalysatormateriaal. Bedelving kan leiden tot direct letsel zoals kneuzingen en breuken en is problematisch op het moment dat de duiker zich niet zelfstandig kan bevrijden als hij onder een grotere laag katalysatormateriaal ligt. Het dumpen van katalysatormateriaal terwijl de duiker nog aanwezig is in de reactor, vergroot het risico op bedelving. Doordat er katalysatormateriaal wegstroomt, kunnen reeds gevormde pilaren instabiel worden en omvallen.

Verbranding

Bij bedelving door katalysatormateriaal kan er verbranding optreden. De lucht die de duiker uitademt komt via ventielen aan de onderzijde van zijn helm in de reactor terecht. Deze uitgeademde lucht bevat nog zo'n 16 procent zuurstof. Het inertiseren van de reactor met stikstof voorkomt dus niet dat er in de omgeving van de ademluchthelm een verhoogd zuurstofpercentage aanwezig is. In de situatie dat een duiker op de laag katalysatormateriaal staat, vormt dit verhoogde zuurstofpercentage geen probleem. De uitgeademde lucht mengt zich direct met het stikstofgas in de reactor en draagt dan nauwelijks bij aan het zuurstofpercentage in de reactor. Het wordt echter problematisch als de uitgeademde ademlucht direct in contact komt met het vervuilde katalysatormateriaal, zoals bij bedelving door dat materiaal. In dat geval kan het vervuilde katalysatormateriaal tot ontbranding komen. Door de bedelving kan de helm lek raken, waardoor de ademlucht ontsnapt en in de reactor bij het katalysatormateriaal komt.

Type bedrijven dat katwissels toepast

De bedrijven die katwissel met inerte betredingen uitvoeren zijn met name raffinaderijen. Ook komt dit voor bij een aantal bedrijven die waterstof produceren als tussen- of eindproduct.

Ongeval Zeeland Refinery

Op 3 februari 2023 verongelukte een ingehuurde medewerker op het terrein van Zeeland Refinery. Dit gebeurde tijdens het verwijderen van katalysatormateriaal uit een reactor. Bij dit voorval raakte de duiker in de reactor met inerte atmosfeer bedolven onder katalysatormateriaal. Daarbij kwam uit zijn ademluchthelm zuurstofhoudende lucht vrij, die in contact kwam met het katalysatormateriaal dat op hem lag. Daardoor ontbrandde dit katalysatormateriaal. Een redding werd opgestart, maar eenmaal uit de reactor vertoonde het slachtoffer geen teken van leven meer.

Verhaal uit de praktijk: Katalysatorwissels veiliger uitvoeren moet absolute prioriteit krijgen

Eerdere dodelijke ongevallen bij katwissels onder inerte atmosfeer zijn gebeurd in Duitsland (Linge 2014), Finland (Porvoo 2021) en Frankrijk (Le Havre 2021).

OVV-rapport: lessen en aanbevelingen

De Onderzoeksraad Voor de Veiligheid (OVV) heeft het incident onderzocht. Het rapport is in april 2025 uitgekomen: Stop met duikers in zuurstofarme omgeving om reactoren te ontladen - Onderzoeksraad voor Veiligheid

Het rapport geeft 3 lessen voor de sector en alle betrokken werkgevers:

1. Stop met het ontladen van reactoren door middel van inerte betredingen.
2. Ontwikkel nieuwe, veiligere werkwijzen voor het ontladen van reactoren.
3. Deel informatie over (bijna-)ongevallen binnen de sector.

Het rapport doet hiervoor gerichte aanbevelingen aan de betrokken bedrijven.

Wettelijk kader

De raffinagesector en de overige betrokken bedrijven waar katwissels worden uitgevoerd met de gecombineerde risico's op verstikking, verbranding en bedwelming vallen onder de Seveso-richtlijn en/of onder de ARIE-regeling. De Nederlandse Arbeidsinspectie houdt hier toezicht op vanuit het programma MHC, Major Hazard Control.

Toezicht op katwissels

In 2026 zullen inspecteurs van de Nederlandse Arbeidsinspectie bedrijfsbezoeken uitvoeren. Doel is te beoordelen in hoeverre de sector overgegaan is, dan wel overgaat naar andere werkwijzen om de katwissel veilig uit te voeren. Met name zal de ontlading, de wijze van verwijdering van de katalysator uit de reactor onderwerp zijn.

Het toepassen van huidige en alternatieve werkwijzen wordt beoordeeld aan de hand van de wijze waarop de werkgever aantoonbaar maakt dat zij de gevaren van bedelving en verbranding beheerst en er geen nieuwe gevaren geïntroduceerd worden.

Als de sector zich richt op het voorkomen van inerte betredingen zal in dit opzicht een veiligere werkwijze ontstaan om de katwissel uit te voeren.