化工项目危险与可操作性HAZOP分析

化工项目危险与可操作性 HAZOP分析

王龙

新疆绿斯特能源有限公司 新疆 哈密 839203

摘要：在化工项目中，事故发生的原因往往是出乎意料的，有“偶然性”。通过危险与可操作性（HAZOP）分析，我们认识到，事故原因绝大部分都是可以分析出来的，这就说明事故的发生有其必然性，事故是可以预防的。HAZOP的分析结果对项目安全设施的设计有较强的指导意义，有助于发现一些被忽视的环节，使故障分析与安全设施设计更全面、深入。

关键词：危险与可操作性；HAZOP；化工 

引言

化工生产中涉及的化学品种类繁多，且大多数属于危险化学品。危险化学品重大危险源是“两重点一重大”的主要内容之一。因此，合理地辨识危险化学品重大危险源，有利于设计单位更好地指导与安全相关的工程设计，有利于化工企业制定化工过程风险管理制度，加强危险化学品的安全管理和危险化学品重大危险源的安全监督管理，防止和减少危险化学品事故的发生，保障人民群众生命财产安全，保护环境。

1可靠的工艺来源

1.1工艺研发

小试和中试工艺开发是精细化工项目的源头，在满足目标产物的前提下，应优先考虑不燃、无毒或低毒的物料来代替可燃、有毒物质；降低反应条件的苛刻程度，例如降低反应温度和压力；采用液体物料代替固体物料等，从源头上开发本质安全的工艺路线。

1.2异常评价

一个可靠且完善的工艺开发，应分析鉴别各类异常状况并进行记录，在设计过程全部予以考虑并设置相应措施，所有未发现的反应异常过程都是项目安全运行的事故隐患。工艺开发中需要厘清的异常状况应包括但不限于：一切可能存在的化学反应，包括操作故障、误投料或投料次序错误，引起的危险化学反应和副反应；需评价副反应或错误的反应是否会生产新的毒性或燃爆性物质；各类反应过程是否存在异常的反应器失控、结块等现象；需要鉴别各种中间态、最终态物料的稳定性、毒性以及燃爆性；考察物料（含中间态物料）与水是否禁忌；对各类反应和物料进行热风险分析；考察反应温度、压力等工艺参数操作失误引起的破坏性结果；考虑副产物等微/少量物质在生产过程中的富集、累积；考虑催化剂的老化、失活、再生等。

2HAZOP分析方法

HAZOP分析是由具有不同专业背景的成员组成的小组在组长的主持下以一种结构有序的方式对过程进行系统审查的技术方法。它以工艺仪表流程图（PID）为研究对象，分析组按规定的方式系统地研究每一个单元（即分析节点），在引导词提示下，对系统中所有重要的工艺参数可能产生的偏差引起的潜在危险和操作性问题以及设计中已采取的安全防护措施进行辨识和评价，提出需要设计者进一步甄别的问题和修改设计或操作指令的建议。

3分析范围及工艺流程

3.1分析范围

本次仅分析化工项目甲类车间缩合釜系统的节点，本节点在项目中属于主要反应，且为放热反应。

3.2工艺流程简述

缩合釜中加入乙酸乙酯、对羟基苯甲醛、丙二酸、甲醇钠。首先将储罐中的乙酸乙酯通过泵打到缩合釜中，启动缩合釜搅拌机；其次将对羟基苯甲醛固体通过真空上料机加进缩合釜中；第三步将丙二酸固体通过真空上料机加进缩合釜中；第四步打开缩合釜夹套冷冻进口阀，通入冷冻水系统，对缩合釜进行降温，然后将甲醇钠固体通过真空上料机加进缩合釜中。缩合釜上设置有手动放空管、尾气管（管口设爆破片）、乙酸乙酯进料管、蒸发气管、冷凝回液管、视镜口、固体进料口、出料口，以及加热、冷却等辅助管线；仪表设置有现场温度计、压力表，以及温度联锁蒸汽、冷凝水、冷却水上水、冷却水回水、真空上料机开关的DCS自控系统。

4生产过程偏差分析

4.1液位过多

缩合釜进料时，若工作人员操作失误，未及时停止或关闭进料阀，使缩合釜液位大于常规值并溢出，遇明火时会发生火灾爆炸事故。为了防止事故的发生，已在釜上设置有视镜查看釜内液位。建议：乙酸乙酯设置高位罐，定量进料；对羟基苯甲醛、丙二酸、甲醇钠等固体均定量进料。

4.2温度太高

缩合釜在生产过程中，由于冷冻水系统或冷却水系统发生故障，无法提供冷源，在通入蒸汽使物料反应并放热时无法散发热量，从而物料变质作废无法使用。为了防止此类事情的发生，缩合釜上设有现场温度计，以及温度远传报警联锁功能，当温度达到80℃时，报警并自动联锁关闭蒸汽管和冷凝水管的紧急切断阀，全开循环冷却水回水管的紧急切断阀，打开并调节循环冷却水上水管的紧急调节阀，使缩合釜处于被冷却状态，降低温度达到生产条件要求；当缩合釜反应一段时间后，在投入甲醇钠前，需要冷冻水迅速冷却缩合釜温度后继续投料，若釜内温度未降低就投料，物料可能会变质作废。建议：冷冻上水管和循环冷却水上水管均设置压力、温度远传功能，能及时准确地知道冷却系统是否可靠有效，从而降低事故的发生。缩合釜在投入甲醇钠前需要冷却釜内温度，在投入甲醇钠时，若由于操作失误使甲醇钠加料过量，可能导致缩合釜内温度迅速上升并超过缩合釜的承受温度，当缩合釜无法承受该高温时，可能导致设备损坏物料泄漏，若遇明火将发生火灾爆炸事故。为了避免该事故的发生，已在釜上设有现场温度计，以及温度远传报警联锁功能，当温度达到75℃时，报警并切断甲醇钠真空上料机的电源，停止甲醇钠继续进料，若缩合釜温度继续上升，将自动联锁蒸汽和循环冷却水系统对缩合釜进行降温；甲醇钠按每釜的需要量进行定量进料，避免发生进料过量；系统内设有冷冻水系统，当温度过高且自动控制联锁系统失效时，可手动启动冷冻水系统对缩合釜进行冷却。

4.3压力太高

缩合釜内压力太高的主要原因是工作人员的操作失误，疏忽大意未按操作规程要求进行生产操作，导致釜内温度升高压力增大，并超过缩合釜的承受压力，导致设备破裂、物料泄漏，遇到明火将发生火灾爆炸事故。为了避免此类事故的发生，缩合釜上设有现场压力表和爆破片，当釜内压力超过爆破片的设定值时，爆破片破裂——气体溢出——釜内降压；缩合釜上设有手动放空管，当釜内压力升高，爆破片出现异常无法使用时，可开启放空管上的阀门进行手动放空来降低釜内压力；缩合釜旁设有可燃气体检测报警系统，并联锁事故排风系统，当手动放空后，大量气体散发在缩合釜旁，浓度达到爆炸极限以及遇到明火时，可能发生爆炸事故，所以设置事故排风系统可降低车间内可燃气体浓度，使生产空间更安全。

结束语

HAZOP分析的合理性，将直接影响和指导化工工艺设计，经过优化后的化工工艺设计图再指导现场施工以及实际操作。对于化工项目的危险工艺来说，HAZOP分析至关重要，它分析出在生产中可能出现的危害因素，并提出相应的解决措施，使危险性高的化工生产项目得到相应的安全保障。做好HAZOP分析首先得了解工艺、设备、电气、自控等专业知识，知道工艺流程图上每一个节点、每一个细节代表的含义和表达的意思，然后多与各相关专业的设计沟通、多与工厂负责人和操作人员交流，从中学习和掌握在设计和现场碰到的各种问题和知识，再从问题中寻找出对应的解决办法，尽可能的减少一些不必要的缺陷和失误，只有在不断的学习和实践中掌握丰富的专业知识和经验，才能提高HAZOP分析水平，使化工工艺设计更加安全和规范。

参考文献

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[2]罗芩，李颖，吴冰，等.微反应技术在提升精细化工安全中的应用[J].现代化工，2019（4）：11-14.