基于HAZOP-LOPA的丙烯精馏单元安全风险评估.pdf

Vol.9 No.4Aug.2023生物化工Biological Chemical Engineering第 9 卷 第 4 期2023 年 8 月文章编号：2096-0387（2023）04-08基于 HAZOP-LOPA 的丙烯精馏单元安全风险评估王嘉嘉1，田野1,2*（1.内蒙古科技大学 经济与管理学院，内蒙古包头 014010；2.国能包头煤化工有限责任公司，内蒙古包头 014030）摘 要：采用危险与可操作性分析（HAZOP）对丙烯精馏单元进行安全风险评价，找出 16 个偏差产生的原因及事故后果，然后引入保护层分析（LOPA）对丙烯精馏 1 塔 T603 压力高、丙烯精馏 2 塔 T604 压力高和回流罐 V604 液位低计算事故场景的发生频率，结果表明现有的安全保护措施能将剩余风险降低至企业可接受水平，为装置的长周期安全运行提供了依据。关键词：危险与可操作性分析；保护层分析；风险评估；丙烯精馏中图分类号：TQ522 文献标识码：ASafetyRiskAssessmentofPropyleneDistillationUnitBasedonHAZOP-LOPAWANG Jiajia1,TIAN Ye1,2*(1.School of Economics and Management,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou 014010,China;2.CHN Energy Baotou Coal Chemical Co.,Ltd.,Baotou 014030,China)Abstract:The safety risk of propylene distillation unit is evaluated by Hazard and Operability(HAZOP),and the causes of 16 deviations and accident consequences are found out.Then Layers of Protection Analysis(LOPA)is introduced to analyze the high pressure of T603,high pressure of T604 and low level of V604 to calculate the occurrence frequency of accident scenes.The results show that the existing safety protection measures can reduce the residual risk to the acceptable level of the enterprise,which provides the basis for the long cycle safe operation of the device.Keywords:hazard and operability;layers of protection analysis;risk assessment;propylene distillation煤炭是我国重要的能源资源之一。随着国际原油价格的持续攀升，传统化工行业的产能已无法满足国内外市场对化工原料的需求，因此我国将发展现代煤化工作为能源发展战略之一1。国能包头煤化工有限责任公司煤制烯烃生产装置属世界首套、我国 5个现代煤化工示范工程（煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制甲烷气、煤制乙二醇）之一，作为国能包头煤化工有限责任公司重要的生产装置，烯烃分离装置的工艺流程长、生产过程复杂，装置中的物料大都是易燃易爆的介质，在生产过程中存在一定的危险性，因此对其进行全面、科学、准确的安全风险评价十分有必要2。安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见 第五条规定，对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源的生产储存装置进行风险辨识分析，要采用危险与可操作性分析（Hazard and Operability，HAZOP）技术，一般每 3 年进行一次3。根据装置的工艺特点，运用HAZOP 分析进行工艺危害的识别，找出系统中危险与可操作性问题，并提出解决办法4。对于重大事故场景，引入保护层分析（Layers of Protection Analysis，LOPA），对事故场景进行半定量分析，提高了装置评估的科学性与准确性5。基金项目：内蒙古自然科学基金项目（2020LH07006）。作者简介：王嘉嘉（1982），女，内蒙古鄂尔多斯人，博士，副教授，研究方向为工程管理。通信作者：田野（1991），男，内蒙古巴彦淖尔人，硕士在读，研究方向为安全评价。E-mail：。120生物化工2023 年1 理论基础1.1 HAZOP 分析危险与可操作性（HAZOP）分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法，能够识别危害和潜在的危险事件6。HAZOP分析通过将复杂的工艺系统划分成节点，并将引导词与参数组合使用，可以系统性地分析装置生产运行过程中可能发生的各种异常工况，评估已有的安全管控措施，综合分析各种事故剧情。生产运行阶段的 HAZOP 分析是企业建立隐患排查治理常态化机制的有效方式，系统识别和评估在役装置潜在风险，排查事故隐患，为隐患治理提供依据7。HAZOP 分析的步骤主要包括确定引导词与参数、节点划分、找出偏差、分析产生的原因及后果、找出现有的安全管控 措施8。1.2 LOPA保护层分析（LOPA）是一种简化的、半定量的风险评估方法，它可以在定性分析后确定现有的保护层能否降低严重事故后果发生的可能性，对事故后果的风险进行量化9。LOPA 通常使用初始事件频率、后果严重程度和独立保护层（Independent protective layers，IPLs）要求时的失效概率（Probability of Failure of Demand，PFD）的数量级大小来近似表征场景的风险10。任何一个保护层都存在失效的概率，所以必须提供足够的保护层将事故发生的风险降低到可接受水平，从而满足企业的风险容许标准。如果场景的事故风险不可接受，LOPA 也可以提供减轻事故风险的方案11。LOPA 的主要过程包括识别与筛选事故场景、确认初始事件（Initial Event，IE）、评估独立保护层（IPL）、计算场景频率、风险评估与决策。事故场景的后果发生频率计算公式见式（1）。121JCIliii jiiii jjffPFDfPFDPFDPFD=?（1）式中：fiC表示初始事件 i 的后果 C 的发生频率，单位为/a；fil表示初始事件 i 的发生频率，单位为/a；PFDij表示初始事件 i 中第 j 个阻止后果 C 发生的独立保护层的 PFD12。1.3 HAZOP 分析联合 LOPA 的可行性HAZOP 分析是一种定性的分析方法，无法确定现有的保护层是否有效，无法确定现有的保护层是否可以把风险降低到企业可接受程度，无法确定针对事故后果严重的场景提出的建议能否把当前风险降低到企业可接受程度。在 HAZOP 分析的基础上引入LOPA，可用 LOPA 将 HAZOP 分析中的偏差产生的后果作为事故场景，将 HAZOP 分析中偏差产生的原因作为 LOPA 的初始事件，识别 HAZOP 分析中的现有安全措施是否可以作为独立保护层，计算独立保护层的失效概率与事故场景发生频率，通过企业的风险矩阵，评估当前的风险是否可接受，不可接受时可以提出增加独立保护层的建议，将事故的后果发生的可能性减轻，最终使事故的风险等级降低到企业可接受范围内13。LOPA 联合 HAZOP 分析可以将事故风险后果进行量化，丰富 HAZOP 分析的结果，可以使最终提出的建议具有科学性与可行性。HAZOP 分析与LOPA 的关系如图 1 所示。HEA0P 信息LOPALOPA 采用的数据偏差偏差不利后果现有安全措施建议安全措施不必要的措施结束是是否其他风险原因初始事件初始事件频率严重程度IPL 的 PDF不利后果IPL不满足公司 标准的后果HAZOP 未识别 出的 IPL使能事件与 条件频率风险可接受更多场景下一场景使能事件与条件场景背景与描述不满足 IPL 定义的安全措施增加风险减缓措施 使风险可容忍图 1 HAZOP 分析与 LOPA 的关系2 HAZOP 分析联合 LOPA 在丙烯精馏单元的应用2.1 丙烯精馏单元工艺流程烯烃分离装置包括压缩、酸性气体脱除、气液相干燥、脱丙烷系统、脱甲烷塔、脱乙烷塔、乙炔加氢和第 4 期121王嘉嘉等：基于HAZOP-LOPA的丙烯精馏单元安全风险评估乙烯精馏单元、丙烯精馏单元等。丙烯精馏单元是烯烃分离装置工艺流程的重要组成部分，为了保证HAZOP 分析的合理性和可行性，本文以烯烃分离装置的丙烯精馏单元作为分析对象进行安全风险分析，丙烯精馏单元流程如图 2 所示。丙烯精馏单元设置有两个塔，丙烯精馏单元的进料为脱乙烷塔塔釜的物料，产品为聚合级丙烯和丙烷。丙烯精馏 2 塔（T604）的塔顶设有循环水冷却器，将塔顶物料冷凝之后回流罐 V604，从而保证塔的操作压力。丙烯精馏 1 塔（T603）再沸器的热量由水洗水提供。另外，丙烯精馏 1 塔设置一台备用的蒸汽再沸器，利用低压蒸汽提供热量。丙烯精馏 2 塔再沸器的热量由急冷水提供。丙烯产品经过 E615 换热器冷却后，进入丙烯产品保护床 D602A/B 精制去除甲醇和其他氧化物后送出界区储存在丙烯产品球罐。从丙烯精馏 1 塔塔底抽出的丙烷被分成两股物流，一部分丙烷物流被冷却后送到脱甲烷塔作为丙烷冲洗液，剩余的丙烷冷却液化后送到界区外作为副产品外售。丙烯精馏 1 塔在接近塔釜的位置设置一条侧线抽出线。在事故情况下或当产品气压缩机四段注洗油的情况下，一些重烃会被带入丙烷物料中，这时即可利用此条侧线抽出线为脱甲烷塔提供丙烷洗物料。2.2 风险矩阵本文以丙烯精馏单元为例，在 HAZOP 分析和LOPA 时采用的风险标准是中国石化安全风险矩阵，在此基础上结合国家能源集团和化工板块公司的要求对该矩阵进行了优化，安全风险矩阵中的字母A G 是从健康和安全影响、财产损失影响、非财务性影响与社会影响 3 方面表示后果的严重程度，后果等级 A 最轻，后果等级 G 最重。数字 1 8 表示事故发生的频率，1 表示事故发生的可能性极低，8 表示事故在相同作业活动中经常发生。风险矩阵中的每一个具体数字代表该风险的风险指数值，对于风险的具体风险等级，采用后果严重性等级的代表字母与可能性等级数字组合表示，例如：后果等级为 A，可能性等级为 7，对应的风险等级为 A7，安全风险矩阵见图 3。依据尽可能合理降低（As Low As Reasonably Practic，ALARP）原则，风险区域可分为 3 部分。（1）不可接受的风险区域，即图 3 中重大风险区域。在这个区域，风险是不可接受的，应立即采取措施。（2）有条件容忍的风险区域，即图3中较大风险和一般风险区域。在这个区域内，必须满足以下条件之一时，风险才是可允许的：在当前的技术条件下，进一步降低风险不可行；降低风险所需的成本远远大于降低风险所安全风险矩阵发生的可能性等级（从不可能到频繁发生）事故 严重 性等 级（从轻 到重）类似的事件没 有在煤制油、煤化工和石油石化行业发生 过，且发生的 可能性极低类似的事件 没有在煤制 油、煤化工和 石油石化行 业发生过类似事件在 煤制油、煤 化工和石油 石化行业发 生过类似的事件 在国家能源 集团曾经发 生过在设备设施（使用寿命 内）或相同 作业活动中 发生过 1 或 2 次在设备设施（使用寿命 内)或相同 作业中发生 过多次在设备设施 或相同作业 活动中经常 发生（至少 每年发生)类似的事件在 本单位相似设 备设施（使用 寿命内）或相 似作业活动中 发生过ABCDEFG12257101512381015202351215202935717223043571125324363710163746649310152355689413615233581100138200后果 等级 10-6/年10-610-5/年 10-510-4/年 10-410-3/年10-310-2/年10-210-1/年10-11/年 1/年12346578注：为重大风险、为较大风险、为一般风险、为低风险。图 3 安全风险矩阵 T603T604V604P607A/BE614A/BE613P609A/BP608A/BE612E611A/B丙烯产品去罐区D602AD602BE615进料自脱乙烷塔丙烷产品去罐区图 2 丙烯精馏单元流程图122生物化工2023 年获得的收益。（3）可接受的风险区域，即图 3 中低风险区域。在这个区域内，剩余风险水平是可忽略的，一般不要求进一步采取措施降低风险14。2.3 丙烯精馏单元的 HAZOP 分析根据工艺流程的特点，将丙烯精馏单元划分为丙烯精馏 1 塔、丙烯精馏 2 塔、丙烯产品保护床 3 个节点，该单元的部分 HAZOP 分析结果及建议措施见 表 1、表 2、表 3。2.4 基于 HAZOP 分析的 LOPA根据丙烯精馏单元的 HAZOP 分析，找出各种偏差的原因、后果和现有保护措施，但对于事故后果严重的场景，无法得知现有保护层是否真正有用、是否能把后果降低到企业可接受水平。为了验证现有安全措施的可靠性，在 HAZOP 的分析结果的基础上进一步进行 LOPA。根据 HAZOP 分析得到的结果，选择丙烯精馏 1 塔 T603 压力高、丙烯精馏 2 塔 T604 压力高和回流罐 V604 液位低这 3 个偏差进行 LOPA。本文使用的初始事件及独立保护层的频率采用根据保护层分析（LOPA）方法应用导则（AQ/T 30542015）中的数据，使能条件及其他各种条件概率取值为 1。分析结果见表 4。2.4.1 丙烯精馏 1 塔 T603 压力高场景事故场景辨识：再沸器 E611A/B 水洗水调节阀FV626 故障全开或人为误开，造成丙烯精馏 1 塔 T603压力高，出现超压，导致泄漏，造成火灾、爆炸。初始事件（IE）：再沸器 E611A/B 水洗水调节阀FV626 故障全开或人为误开，其失效概率为 110-1/a。独立保护层（IPL）评估：丙烯精馏 1 塔 T603 设有压力高报警 PI627，当 BPCS 控制回路失效时，提醒操作人员及时操作，防止超压，失效概率为 110-1/a；丙烯精馏 1 塔 T603 设有压力高高联锁 PAHH627，当塔压高高时，T603 系统停车，关闭 E611A/B 水洗水切断阀 XV612，其失效概率为 110-2/a；在易燃易爆物料泄露后，塔底装设的可燃气体报警仪及时报警，失效概率为 110-1/a。场景频率计算：110-1110-1110-21 10-1=110-5/a。风险决策与评估：再沸器 E611A/B 水洗水调节阀FV626 故障全开或人为误开，造成丙烯精馏 1 塔 T603压力高，出现超压，导致泄漏，造成火灾、爆炸，事故后果严重性为 D。通过 LOPA 可知保护层失效概率为110-5/a，依据安全风险矩阵，场景事故等级确定为 D3，剩余风险值为 12，处于风险矩阵的风险可接受区域。2.4.2 丙烯精馏 2 塔 T604 压力高场景事故场景辨识：再沸器 E613A/B 急冷水调节阀FV635 故障全开或人为误开，造成丙烯精馏 2 塔 T604压力高，出现超压，导致泄漏，造成火灾、爆炸。初始事件（IE）：再沸器 E613A/B 急冷水调节阀FV635 故障全开或人为误开，其失效概率为 110-1/a。独立保护层（IPL）评估：丙烯精馏 2 塔 T604 设有压力高报警 PI634，当 BPCS 控制回路失效时，提醒操作人员及时操作，防止超压，其失效概率为 110-1/a；丙烯精馏 2 塔 T604 设有压力高高联锁 PAHH634，当塔压高高时，T604 系统停车，关闭 E613A/B 急冷水切断阀 XV617，其失效概率为 110-2/a；塔顶设有安全阀 PSV630A/B，其失效概率为 110-1/a，在易燃易爆物料泄露后，塔底装设的可燃气体报警仪及时报警，失效概率为 110-1/a。场景频率计算：110-1110-1110-21 110-1110-1=110-6/a。风险决策与评估：再沸器 E613A/B 急冷水调节阀FV635 故障全开或人为误开，造成丙烯精馏 2 塔 T604压力高，出现超压，导致泄漏，造成火灾、爆炸，事故后果严重性为 D。通过 LOPA 可知保护层失效概率为10-6/a，依据安全风险矩阵，场景事故等级确定为 D2，剩余风险值为 8，处于风险矩阵的低风险区域。2.4.3 回流罐 V604 液位过低场景事故场景辨识：塔顶冷凝器 E614A/B 循环水阀门故障全关，造成回流罐 V604 液位过低，丙烯精馏 2 塔T604 压力过高，出现超压，可燃物料泄露，发生火灾、爆炸。初始事件（IE）：塔顶冷凝器 E614A/B 循环水阀门故障全关，其失效概率为 110-1/a。独立保护层（IPL）评估：回流罐 V604 液位低报警 LI627，当 BPCS 控制回路失效时提醒操作人员及时操作，防止超压，其失效概率为 110-1/a；丙烯精馏 2第 4 期123王嘉嘉等：基于HAZOP-LOPA的丙烯精馏单元安全风险评估表 1 丙烯精馏 1 塔 HAZOP 分析表节点参数引导词偏差原因后果后果严重性可能性原有风险已有安全措施建议措施丙烯精馏1 塔T603液位过高丙烯精馏1 塔T603塔釜液位过高1.再沸器 E611A/B水洗水热负荷低、水洗水调节阀FV626故障关闭或人为误关；2.塔釜采出泵P608A/B 故障停丙烯精馏 1 塔 T603液位升高，严重时淹塔，丙烯损失增大，经济损失B6B61.丙烯精馏 1 塔设有高液位报警LI619；2.设有水洗水温度低报警 TI2115；3.在线分析 AI608 丙烯损失大报警；4.水洗水调节阀 FV626 阀位指示 1.增加精馏系统所有停泵声报；2.增加 FV626旁路，当阀门故障时可用旁路调节塔顶产品采出量小，回流量大丙烯精馏 1 塔 T603液位升高，严重时淹塔，塔压差高，丙烯损失增大，经济损失B6B61.丙烯精馏 1 塔设有高液位报警LI619；2.在线分析 AI608 丙烯损失大报警；3.塔压差高报警 PDI629A 塔釜丙烷采出阀FV628 故障关闭或前后手阀人为误关闭丙烯精馏 1 塔 T603液位升高，燃料气压力下降，温度下降，严重时造成燃料气系统带液C6C61.丙烯精馏 1 塔设有高液位报警LI619；2.塔釜丙烷采出阀 FV628 阀位指示；3.燃料气管网温度低报警 TI549；4.燃料气管网压力低报警 PI531过低丙烯精馏1 塔T603塔釜液位过低塔底排放阀人为误打开液位下降，丙烯放火炬造成浪费，火炬罐温度下降B5B51.丙烯精馏 1 塔 T603 设有塔釜液位低低联锁关闭 XV640，同时停塔釜采出泵 P608A/B；2.丙烯精馏 1 塔设有低液位报警 LI619 3.火炬罐设有温度低报警 TI801再沸器 E611A/B 内漏导致丙烯窜入水洗水系统，造成丙烯产品浪费B5B51.设有压力高报警 PI627；2.设有压力高高联锁 PAHH627，T603系统停车，E611A/B 水洗水切断阀XV612 关闭；3.FV626 阀位指示；4.PV646B 阀位指示；5.可燃气体报警 建议将原E611A/B 碳钢材质换热器更换为白钢材质换热器1.再沸器 E611A/B水洗水温度过高，水洗水调节阀FV626故障全开；2.进料调节阀 FV633故障关闭丙烯精馏 1 塔 T603塔釜低液位，导致塔釜采出泵 P608A/B 抽空，损坏机泵，影响脱甲烷塔操作B7B71.设有水洗水温度高报警 TI2115；2.水洗水调节阀 FV626 阀位指示；3.丙烯精馏 1 塔 T603 设有塔釜液位低低联锁关闭 XV640，同时停塔釜采出泵 P608A/B；4.丙烯精馏 1 塔设有低液位报警 LI619压力过高丙烯精馏1 塔T603压力PI627过高1.再沸器 E611A/B水洗水调节阀 FV626故障全开或人为误开；2.PV646B 故障全关或人为误关丙烯精馏 1 塔 T603超压破裂，可燃物料泄露，可能导致火灾、爆炸D5D51.设有压力高报警 PI627；2.设有压力高高联锁 PAHH627，T603系统停车，E611A/B 水洗水切断阀XV612 关闭；3.FV626 阀位指示；4.PV646B 阀位指示；5.可燃气体报警可燃气报警仪在地面，丙烯精馏 2 塔 T604塔上设有 3 个人孔，核实是否需要增加可燃气体报警仪过低丙烯精馏1 塔T603压力PI627过低1.再沸器 E611A/B水洗水调节阀 FV626故障全关或人为误关；2.PV646B 故障全开或人为误开丙烯精馏 1 塔 T603压力低于指标范围、塔釜液位偏高，产品不合格A5A51.设有压力低报警 PI627；2.FV626 阀位指示；3.PV646B 阀位指示顶温过高丙烯精馏1 塔T603顶温过高1.再沸器 E611A/B水洗水调节阀FV626故障全开或人为误开；2.PV646B 故障全关或人为误关塔顶丙烷含量增加，丙烯产品纯度下降B5B51.设有塔顶温高报警 TI647；2.FV626 阀位指示；3.PV646B 阀位指示过低丙烯精馏1 塔T603顶温过低1.再沸器 E611A/B水洗水调节阀FV626故障全关或人为误关；2.PV646B 故障全开或人为误开塔釜丙烯含量增加，导致丙烯产量下降，丙烯损失增大B5B51.设有塔顶温低报警 TI647；2.FV626 阀位指示；3.PV646B 阀位指示124生物化工2023 年表 2 丙烯精馏 2 塔 HAZOP 分析表节点 参数引导词偏差原因后果后果严重性可能性原有风险已有安全措施建议措施丙烯精馏2 塔T604液位过高丙烯精馏 2塔 T604 塔釜液位过高1.再沸器 E613A/B急冷水水热负荷低、换热器堵塞、急冷水调节阀 FV635 故障关闭或人为误关；2.塔釜采出泵P609A/B 泵故障停丙烯精馏 2 塔 T604液位升高，严重时淹塔，造成 T603 回流中断，影响丙烯精馏塔分离效果，丙烯损失增大，经济损失B6B61.丙烯精馏 2 塔设有高液位报警LI621；2.设有急冷水温度低报警 TI2108；3.在线分析AI609丙烯损失大报警；4.急冷水调节阀 FV635 阀位指示急冷水中固含量较多，容易堵塞换热器管束，建议将E613A/B 的急冷水改为较为干净的水洗水1.塔顶产品采出量小，回流量大；2.进料阀 FV603 故障全开或人为误开丙烯精馏 2 塔 T604液位升高，严重时淹塔，塔压差高，丙烯损失增大，经济损失B6B61.丙烯精馏 2 塔 T604 设有高液位报警 LI621；2.在线分析AI609丙烯损失大报警；3.塔压差高报警 PDI636A；4.回流量高报警 FI661；5.进料量高报警 FI603回流罐 V604液位过高1.塔顶冷凝器E614A/B 循环水阀门故障全开；2.回流泵 P607A/B故障停；3.回流阀 FV661 故障关闭或人为误关回流罐液位上涨，回流中断，丙烯塔产品纯度下降，影响丙烯塔工况B6B61.回流罐 V604 液位高报警 LI627；2.回流量低报警 FI661过低丙烯精馏 2塔 T604 塔釜液位过低塔底排放阀人为误打开液位下降，丙烯放火炬造成浪费，火炬罐温度下降B5B51.丙烯精馏 2 塔 T604 设有塔釜液位低低联锁关闭 XV641，同时停塔釜采出泵 P609A/B；2.丙烯精馏 2 塔设有低液位报警LI621；3.火炬罐设有温度低报警 TI801再沸器 E613A/B 内漏导致丙烯窜入急冷水系统，造成丙烯产品浪费B5B51.丙烯精馏 2 塔 T604 设有塔釜液位低低联锁关闭 XV641，同时停塔釜采出泵 P609A/B；2.丙烯精馏 2 塔设有低液位报警LI621将原 E613A/B碳钢材质换热器更换为白钢材质换热器1.再沸器 E613A/B 急冷水温度过高，急冷水调节阀FV635 故障全开；2.进料调节阀FV603 故障关闭丙烯精馏 2 塔 T604塔釜低液位，导致塔釜采出泵 P609A/B 抽空，损坏机泵B7B71.设有急冷水温度高报警 TI2108；2.急冷水调节阀 FV635 阀位指示；3.丙烯精馏 2 塔 T604 设有塔釜液位低低联锁关闭 XV641，同时停塔釜采出泵 P609A/B；4.进料量低报警 FI603回流罐 V604液位过低1.塔顶冷凝器E614A/B 循环水阀门故障全关；2.回流阀 FV661 故障全开或人为误开回流量增大，回流罐液位降低，回流泵 P607A/B 抽空，丙烯精馏 2 塔 T604压力过高，可燃物料泄露，可能发生火灾、爆炸D5D51.回流罐 V604 液位低报警 LI627；2.回流量高报警 FI661；3.丙烯精馏 2 塔 T604 塔顶设有安全阀 PSV630A/B；4.设有压力高高联锁 PAHH634，T604 系统停车，E613A/B 急冷水切断阀 XV617 关闭；5.回流罐 V604 液位低低联锁关闭XV642，停 P607A/B 6.可燃气体报警压力过高丙烯精馏 2塔 T604 压力PI634 过高再沸器 E613A/B 急冷水调节阀 FV635故障全开或人为误开丙烯精馏 2 塔 T604超压破裂，可燃物料泄露，可能导致火灾、爆炸D5D51.塔顶设有安全阀 PSV630A/B；2.设有压力高报警 PI634；3.设有压力高高联锁 PAHH634，T604 系统停车，E613A/B 急冷水切断阀 XV617 关闭；4.FV635 阀位指示；5.可燃气体报警可燃气报警仪在地面，丙烯精馏 2 塔 T604塔上设有 3 个人孔，核实是否需要增加可燃气体报警仪过低丙烯精馏 2塔 T604 压力PI634 过低再沸器 E613A/B 急冷水调节阀 FV635故障全关或人为误关丙烯精馏 2 塔 T604压力低于指标范围、塔釜液位偏高，产品不合格A5A51.设有压力低报警 PI634；2.FV635 阀位指示顶温过高丙烯精馏 2塔 T604 顶温过高再沸器 E613A/B 急冷水调节阀 FV635故障全开或人为误开塔顶丙烷含量增加，丙烯产品纯度下降B5B51.设有塔顶温高 TI653 报警；2.FV635 阀位指示过低丙烯精馏 2塔 T604 顶温过低再沸器 E613A/B 急冷水调节阀 FV635故障全关或人为误关塔釜丙烯含量增加，导致丙烯产量下降，丙烯损失增大B5B51.设有塔顶温低 TI653 报警；2.FV635 阀位指示第 4 期125王嘉嘉等：基于HAZOP-LOPA的丙烯精馏单元安全风险评估表 3 丙烯产品保护床 HAZOP 分析表节点参数 引导词偏差原因后果后果严重性可能性原有风险已有安全措施建议措施丙烯产品保护床D602压力过高丙烯产品保护床D602 压力过高1.进料压力高；2.出口过滤器堵塞或出口阀人为误关破坏床层，影响吸附效果B5B51.丙烯产品保护床 D602设有安全阀 PSV641A/B 2.设有压力高报警 PI650过低丙烯产品保护床D602 压力过低进料压力低无明显安全后果温度过高丙烯产品保护床D602 温度过高进料温度高影响对氧化物的吸附效果，导致产品氧化物含量不合格B5B5设有温度高报警 TI660D602 补液速度过快，床层吸附放热分子筛粉化，破坏床层，影响吸附效果B6B6设有温度高报警 TI660过低丙烯产品保护床D602 温度过低进料温度低无明显安全后果表 4 基于 HAZOP 分析的 LOPA 结果场景后果初始事件使能条件独立保护层现有后果建议措施描述等级描述频率描述概率描述PFD频率等级丙烯精馏1 塔 T603压力高再沸器 E611A/B 水洗水调节阀 FV626 故障全开或人为误开，造成丙烯精馏 1 塔 T603压力高，出现超压，导致泄漏，造成火灾、爆炸D再沸器 E611A/B 水洗水调节阀FV626 故障全开或人为误开110-1丙烯精馏 1 塔 T603 设有压力高报警 PI627 110-1110-5一般风险丙烯精馏 1 塔 T603 设有压力高高联锁 PAHH627 110-2可燃气体报警仪110-1丙烯精馏2 塔 T604压力高再沸器 E613A/B 急冷水调节阀 FV635 故障全开或人为误开，造成丙烯精馏 2 塔 T604压力高，出现超压，导致泄漏，造成火灾、爆炸D再沸器 E613A/B 急冷水调节阀FV635 故障全开或人为误开110-1丙烯精馏 2 塔 T604 设有压力高报警 PI634 110-1110-6低风险丙烯精馏 2 塔 T604 设有压力高高联锁 PAHH634 110-2塔顶设有安全阀 PSV630A/B 110-1可燃气体报警仪110-1回流罐V604 液位过低塔顶冷凝器 E614A/B 循环水阀门故障全关，造成回流罐 V604液位过低，丙烯精馏2 塔 T604 压力过高，出现超压，可燃物料泄露，发生火灾、爆炸D塔顶冷凝器E614A/B 循环水阀门故障全关110-1回流罐 V604 液位低报警LI627 110-1110-8低风险丙烯精馏 2 塔 T604 设有压力高高联锁 PAHH634 110-2塔顶设有安全阀 PSV630A/B 110-1回流罐 V604 设有液位低低联锁 XV642 110-2可燃气体报警仪110-1注：频率、概率、PFD 列数据的时间统计范围均为 1 年，即“/a”。塔 T604 设有压力高高联锁 PAHH634，当塔压高高时，T604 系统停车，关闭 E613A/B 急冷水切断阀 XV617，其失效概率为 110-2/a；塔顶设有安全阀 PSV630A/B，其失效概率为 110-1/a；回流罐 V604 设有液位低低联锁关闭 XV642，停 P607A/B，其失效概率为 110-2/a；在易燃易爆物料泄露后，塔底装设的可燃气体报警仪及时报警，失效概率为 110-1/a。场景频率计算：110-1110-1110-21 10-110-2110-1=110-8/a。风险决策与评估：塔顶冷凝器 E614A/B 循环水阀门故障全关，造成回流罐 V604 液位过低，丙烯精馏 2塔 T604 压力过高，出现超压，可燃物料泄露，发生火灾、爆炸，事故后果严重性为 D。通过 LOPA 可知保护层失效概率为 10-8/a，依据安全风险矩阵，场景事故等级确定为 D1，剩余风险值为 5，处于风险矩阵的低风险区域。3 结论为了将风险量化，更直观地进行风险决策，提高装置的本质安全运行水平，采用 HAZOP 分析联合（下转第130页）130生物化工2023 年进行裂解，将有机物转化为热解油、可燃性气体以及多用途的热解炭（生物炭）。参考文献1 国务院.关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知 EB/OL.(2021-10-24)2023-02-19.http:/ 杨国栋,颜枫,王鹏举,等.生活垃圾处理的低碳化研究进展 J.环境工程学报,2022,16(3):714-722.3 徐拥军.垃圾低碳化是实现“碳中和”的必然选择 J.张江科技评论,2021(1):12-14.4 左乐,聂剑文,袁野,等.餐厨垃圾处理设施产生的固体废物资源化利用探讨 J.绿色建筑,2021,13(5):77-80.5 潘永刚,周汉城,唐艳菊.两网融合:生活垃圾减量化和资源化的模式与路径 J.再生资源与循环经济,2016,9(12):13-20.6 李欢,周颖君,刘建国,等.我国厨余垃圾处理模式的综合比较和优化策略 J.环境工程学报,2021,15(7):2398-2408.7 中华人民共和国住房和城乡建设部.中国城乡建设统计年鉴 M.北京:中国计划出版社,2018.8 王冰洁,王金辉,黄怡然,等.餐厨垃圾固相物料与厨余垃圾混合中温厌氧消化工程中试研究 J.中国沼气,2019,37(1):75-79.9 BAERE L D,MATTHEEUWS B.Anaerobic digestion of msw in EUROPEJ.BioCycle,2010,51(2):24-26.10 XU L F,WU Y C.A discussion on the priority areas for MSW classification recyclingJ.Advanced Materials Research,2013,726-731:2614-2617.11 张进锋.厨余垃圾处理技术适应性分析及能源化研究 J.环境卫生工程,2019,27(3):12-16.12 赵爽,褚禛,李文昱,等.一种厨余垃圾的机械生化处理技术的工程应用 J.环境工程,2018,36(8):143-147.13 杜欢政,聂雨晴,陆莎,等.上海垃圾分类资源化利用的现状、问题与实践路径 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姜好,张鹏,王大庆.保护层分析研究综述 J.现代化工,2014,34(4):9-13.12 国家安全生产监督管理总局.保护层分析(LOPA)方法应用导则:AQ/T30542015S.北京:煤炭工业出版社,2015.13 杜旭红,刘晓明,郑建国,等.铀转化电解制氟工艺的 HAZOP 与LOPA-SIL 风险评估分析 J.自动化与仪器仪表,2022(8):297-302.14 余家鑫.乙烯法醋酸乙烯装置运行过程中的安全风险分析 D.北京:中国科学院大学,2019.（上接第 125 页）