利用HAZOP技术对精馏塔的安全分析.pdf

工业生产化 工 设 计 通 讯Industrial ProductionChemical Engineering Design Communications 139第49卷第7期2023年7月1 HAZOP分析技术的方法和优势1.1 HAZOP概述危险与可操作性分析是通过使用一些引导词来调查过程偏差，确定过程危险和潜在运行问题的一种系统方法。分析工作包括：确定分析对象、组建分析小组、收集必要资料、会议场地安排、会议进度控制、报告结果发布、措施跟踪落实、建议措施关闭的存档。HAZOP 分析人员主要由各个专业的专家组成，包括过程工程师、操作人员、设计院人员、安全工程师、自控工程师、设备工程师等。其中可以选定过程工程师担任分析组长，也可以在咨询公司中选择专业的人员担任组长，组长带领小组成员对要分析的工艺流程一起划分节点、主持会议、指导做好记录工作，根据工艺参数的偏离，逐一分析偏离带来的各种缺陷和潜在风险，评估现有的安全措施和方案是否满足工艺生产需求，结合本企业的实际情况，提出经济、可行的建议项，减少企业事故发生。1.2 HAZOP分析方法的特点HAZOP 分析方法的特点首先是确立一个系统安全的观点，而不是单个设备安全的观点；其次是系统性、完善性好，有利于发现各种可能的潜在危险；再次是结构性好，易于掌握。HAZOP 分析所研究的状态参数正是操作人员控制的指标，针对性强，利于提高安全操作能力。HAZOP 分析结果既可用于设计的评价，又可用于操作评价；即可用来编制、完善安全规程，又可作为可操作的安全教育材料。1.3 HAZOP主要应用在项目的设计阶段，在役装置的周期性及工艺变更的危害分析；一般在项目基本设计完成后进行一次HAZOP 分析，详细设计完成后再进行一次 HAZOP分析，以后根据工艺装置的危害程度每35 a 进行一次，如遇有重大改造、变更，必须进行一次 HAZOP分析。1.4 HAZOP分析流程根据现有的经验：目前先进的、具有国际水平的工艺装置基本上采用了洋葱模型的防护策略。通过分析 P&ID，几乎可以分析所有安全措施的充分性，因P&ID 图几乎包含了洋葱模型的所有安全措施。显示了所有的设备、管道、工艺控制系统、安全联锁系统、物料互供关系、设备尺寸、设计温度、设计压力、管线尺寸、材料类型和等级、安全泄放系统、公用工程管线等关于工艺装置的关键信息。如图1所示。HAZOP 分析需要将工艺图或操作程序划分为分析节点或操作步骤，然后用引导词找出过程的危险，辨识出那些具有潜在危险的偏离，并对偏离原因、后果及控制措施等进行分析，评估风险等级，并结合企业可接受风险标准，判断是否需要提出建议措施。HAZOP 分析的流程如图2所示。摘要：主要研究危险与可操作性分析（HAZOP）技术在危险化学品企业中的应用。对危险化学品生产工艺设计过程产生危害及可操作性问题可以进行数据结构化全面化分析，识别危险化学品企业工艺处理系统在正常工作操作环境条件下参数偏离所导致的不利影响后果，评估仪表系统在安全与操作性方面的满足程度，来预防或减小危害后果，以及进一步提高识别内部控制措施来预防或减小危害后果。关键词：HAZOP 分析；工艺过程危害；精馏塔；安全措施中图分类号：TQ028.3文献标志码：A文章编号：10036490（2023）07013903Safety Analysis of Distillation Columns Using HAZOP Analysis TechnologySha Ya-fengAbstract:This article mainly studies the application of Hazard and Operability Analysis(HAZOP)technology in hazardous chemical enterprises.The hazards and operability issues in the design process of hazardous chemical productionprocessescanbecomprehensivelyanalyzedthroughdatastructuring,identifyingtheadverseeffectsandconsequences caused by parameter deviations in the process processing system of hazardous chemical enterprises under normal operating environment conditions;Evaluate the adequacy of the instrument system in terms of safety andoperabilitytopreventorreducehazardousconsequences;Andfurtherimprovetheidentificationofinternalcontrolmeasures to prevent or reduce the consequences of hazards.Keywords:HAZOP analysis;process hazards;distillation tower;safety measure利用HAZOP技术对精馏塔的安全分析沙亚峰协鑫工业设计研究（徐州）有限公司，江苏徐州 221000收稿日期：20230325作者简介：沙亚峰（1987），男，江苏邳州人，工程师，主要研究方向为化工工艺安全。工业生产化 工 设 计 通 讯Industrial ProductionChemical Engineering Design Communications140 第49卷第7期2023年7月应急响应物理防护安全泄放设施安全仪表系统(SIS)报警，操作人员干预基本工艺控制系统工艺图1 洋葱模型?图2 HAZOP分析流程图2 HAZOP分析风险准则2.1 HAZOP 分析风险矩阵HAZOP 是一种基于经验的方法，属于定性分析方法，通过使用风险矩阵方法，能对现有的安全措施和方案进行半量化评估，确定其能否真正地具有消除或降低风险的能力，最后判断是否需要增加进一步安全措施来降低风险。结合风险矩阵，利用事故的后果等级和事故发生频率等级，在风险矩阵中确定事故的风险级别。本次HAZOP 分析的风险矩阵见表1。表1 风险矩阵1234567后果等级5低中中高高很高很高4低低中中高高很高3低低低中中中高2低低低低中中中1低低低低低中中10-610-710-510-610-410-510-310-410-210-310-110-2110-12.2 风险等级评估采用的判断依据2.2.1 后果严重性在化工装置中，经常涉及多种有毒有害、易燃易爆等危险化学品，许多火灾、爆炸、中毒等重大事故都是源自这些危险化学品的泄漏，最终表现为人员伤害、财产损失、环境影响下降等后果，见表2。表2 后果严重性等级严重程度分类人员财产环境声誉1低后果医疗处理1 万元以下事件影响未超过边界区企业内部关注；形象没有受损2较低后果损失工时1 万元以上 10 万元以下事件不会受到管理部门的通报或违反允许条件社区、邻居、合作伙伴影响3中后果10 人以下重伤或者急性中毒；12 人死亡10 万元以上 100 万元以下释放事件受到管理部门的通报或违反允许条件本地区内影响；政府管制，公众关注负面后果4高后果3 人以上 30人以下死亡；10 人以上100 人以下重伤100 万元以上 1 亿元以下重大泄漏，给工作场外带来严重影响国内影响；政府管制，媒体和公众关注负面5很高后果30 人以上死亡；100 人以上重伤1 亿元以上重大泄漏，给工作场外带来严重的环境影响，且会导致直接或潜在的健康危害国际影响2.2.2 发生频率根据多年的化工企业生产经验总结，常见事故的初始事件发生频率见表3。表3 常见初始事件概率数据序号初始原因频率数据备注1基本自动控制回路故障1 10-12调节阀故障1 10-13法兰物料喷出1 10-24卸料软管破裂泄漏1 10-15循环水中断1 10-16电气设备断电1 10-17人员操作失误1 10-18装置小火灾1 10-19装置大火灾1 10-210装置小泄漏1 10-311装置大泄漏1 10-52.2.3 安全措施消减因子安全措施消减因子是一个等效术语，用来描述所（下转第147页）工业生产化 工 设 计 通 讯Industrial ProductionChemical Engineering Design Communications 147第49卷第7期2023年7月相互交融、密不可分。建立健全的安全生产管理体系，实施系统的 HSE 管理和加强安全技术管理，可以有效提高企业安全生产管理水平，保障员工生命财产安全，促进企业可持续发展。随着科技不断进步和社会的发展变化，危化品企业安全生产管理也面临新的挑战和机遇。因此，企业需要不断加强学习和研究，及时更新管理理念和技术手段，以适应新时代安全生产管理的要求。参考文献1 刘蓉,黄海波.浅谈危化品仓储企业安全生产管理注意事项 J.华东科技(综合),2018(6):1.2 朱静亮.新时代背景下危化品企业安全管理工作初探J.上海安全生产,2020(12):38-41.3 陈超.浅谈危化品企业承包商 HSE 管理 J.化工管理,2018(8):118,120.有预防性保护措施（人、DCS 联锁、泄压装置）效果。安全措施消减因子数据见表4。表4 安全措施消减因子数据表序号类别安全措施消减因子1独立保护层化工安全本质设计12基本过程控制系统（BPCS）13报警人员及操作人员响应14安全仪表系统安全仪表功能 SIL 115安全仪表功能 SIL 226安全仪表功能 SIL 337物理防护（安全阀/爆破片）28防火堤/围堰19应急响应应急预案12.3 HAZOP分析HAZOP 分析一般包括下面8个步骤：确定分析任务和工作范围组建 HAZOP 分析小组准备分析所需要的图纸和文件资料会议安排 HAZOP 分析会议编制、审核分析报告报告提交与分发跟踪落实 HAZOP 分析所提出的建议项。3 HAZOP分析技术在氯硅烷精馏塔上的应用3.1 资料收集精馏塔资料包括：过程管道和仪表控制流程图（P&ID）、操作规程、过程流程简图（PFD）、物料数据表、设备布置图、紧急停车方案、安全泄放系统、物料技术说明书 MSDS 等。3.2 现有控制措施精馏塔设有 DCS 液位控制系统和温度监控系统；塔顶装有安全阀两组；塔顶设有泄放系统；在精馏塔体不同位置装设有毒气体泄漏报警仪；并配有数台洗眼器；现场所有动设备采用防爆设备。3.3 分析团队该工艺流程分析由工艺工程师主持，其他包括安环、仪表、电气、工艺、操作、设备等专业技术人员。在分析团队内进行一次“脑力激荡”，大家积极讨论，展开所有想象，利用各自专业知识识别更多潜在风险。3.4 精馏塔塔压上升初始事件操作人员在生产操作过程中，由于失误将精馏塔再沸器蒸汽调节阀全开，造成精馏塔压力急剧上升，温度也陡然升高，精馏塔液位下降较快，后果较严重。3.5 识别现有措施及增加建议措施（1）塔顶设有安全泄放系统。（2）精馏塔顶设有压力高报警及高高联锁切断蒸汽阀门，并切断精馏塔进料阀。（3）精馏塔液位较低时，液位设有低报警并联锁停止泵运行，关闭出口阀门。（4）精馏塔顶设有两组安全阀。（5）精馏塔塔体设有静电接地，泵采用防爆，管线法兰采用静电接地连接大地。另外，公司结合实际情况，切身从保护员工人身安全和操作环境出发，对以上建议措施完全接纳接受，在精馏塔开车前完成建议措施的实施，满足安全生产需要。4 结束语危险与操作性分析之所以能在国内得到积极的推广，是因为其特点所决定的，其产出是集体智慧的结晶，既能激发参与者创新发散思维，又能全面剖析工艺系统事故剧情，可以做到“预防为主”要求。HAZOP 分析技术应用在精馏塔中，既能进一步提高该装置安全生产条件和完善操作规程，又能使操作人员透彻理解潜在风险点，提升了精馏塔安全运行的风险防范能力。参考文献1 粟镇宇.HAZOP 分析方法及实践 M.北京:化学工业出版社,2018.2 张少华.HAZOP 技术应用 J.石油化工设计,2007,24(2):54-58,16.3 危险与可操作性分析质量控制与审查导则:T/CCSAS 0012018S.4 危险与可操作性分析应用导则:AQ/T 30492013S.（上接第140页）