HAZOP分析(最终版本).doc

HAZOP分析(最终版本)

类别：风险分析
编号：HAZOP2013.01.01

江苏天成生化制品有限公司

40000t/a(新增8000t/a)双乙烯酮、6000t/a双乙酰化系列产品、2000t/a乙酰乙酸乙酯、18000t/a山梨酸(钾)技改项目

双乙烯酮生产工艺中的裂解单元
山梨酸生产工艺中的裂解、聚合单元
HAZOP分析

大连市化工设计院有限公司
二O一三年一月

一、HAZOP方法介绍
HAZOP分析方法，即危险和可操作研究，是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题结构化的分析方法。其方法的本质是通过一系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析，研究的侧重点是工艺部分或操作步骤的各种具体值，其基本过程就是以引导词为引导，对过程中工艺状态（参数）可能出现的变化（偏差）加以分析，找出其可能导致的危险。引导词的主要目的之一是能够使所有相关偏差的工艺参数得到评价。建设项目及在役装置均可使用HAZOP方法。
偏差的通常形式为“引导词+工艺参数”。
1、HAZOP分析所需的主要资料
（1）带控制点工艺流程图PIDS
（2）装置布置图
（3）工艺技术规程
（4）仪表控制图
（5）设备运行工况
（6）安全设施配置情况
2、分析步骤
（1）成立HAZOP分析小组，确定分析研究对象；
（2）分析的准备，收集相关图纸、资料、规程；
（3）划分若干工艺单元或操作步骤，对每个分析节点使用引导词依次进行分析，得到一系列分析结果；
（4）开会交流分析，做补充和更正，并形成报告。
二、分析对象的确定
根据《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三（2009）116号）江苏天成生化制品有限公司40000t/a(新增8000t/a)双乙烯酮的裂解工段以及18000t/a山梨酸(钾)技改项目的聚合工段、裂解工段是相对危险的操作单元，如工艺失控有发生爆炸、火灾、中毒的危险，故选择裂解工段、聚合工段作为本次HAZOP的分析对象。
三、分析准备
成立HAZOP分析组，由江苏天成生化制品有限公司的技术人员、江苏安泰安全技术有限公司的安全评价师和大连市化工设计院有限公司组成。具体分工如下：
江苏天成生化制品有限公司的技术人员，负责召集组员、主持分析例会。业务上侧重于参加工艺危险性分析。
江苏天成生化制品有限公司的技术人员，负责收集所分析单元工艺规程、技术资料。
江苏安泰安全技术有限公司安全评价师，侧重于从安全控制、保护和防范措施方面进行分析。
设计院工程师，负责操作规程的收集和偏差原因分析，并将所有分析记录进行整理，最终形成分析报告。

四、聚合、裂解单元HAZOP分析
1、双乙烯酮生产工艺和山梨酸生产工艺中的裂解单元工艺及安全控制措施
（1）反应机理

副反应：

（2）裂解工艺过程描述
将乙酸加入由蒸汽加热的乙酸蒸发器加热气化（120℃、0.01~0.03Mpa），进入预热段进行预热至500℃后进入辅助混合器，与催化剂磷酸氢二铵水溶液混合后进入裂解炉，在裂解炉盘管中于750℃、-0.075Mpa条件下进行裂解。
（3）单元自控控制措施
采用自动联锁控制系统。
裂解控制措施：裂解工艺控制采用燃气量与裂化管出口温度联锁控制方式，对超温进行控制并设置超温报警。设置引风机电机与燃气切断阀联锁控制系统（电机断电自动切断燃气输入，停止反应）。并设置反应器裂解段设置温度检测及超温报警系统。从而有效地防止事故的发生，提高整个装置系统的本质安全度。
2、山梨酸生产工艺中的聚合单元工艺及安全控制措施
（1）聚合反应机理

山梨酸聚酯

（2）聚合工艺过程描述
在聚合釜内加入巴豆醛、甲苯、催化剂乙酰丙酮锌，然后通入乙烯酮气体，通过循环泵使吸收液在釜上吸收塔内进行逆向吸收反应，通过夹套冷却水保持其反应温度在50~60℃左右（-0.094MPa）进行聚合反应，3h后生成符合要求的聚酯。
（3）单元自控控制措施
采用DCS控制系统。
聚合控制措施：聚合工艺控制采用反应温度与夹套冷却水进水阀门和与乙烯酮进料联锁控制方式，对超温进行控制并进行超温报警。设置爆破片泄压系统。
3、分子单元的选择
裂解单元由醋酸蒸发器、裂解反应器组成；
裂解单元结合生产设备运行的实际情况，选择醋酸裂解反应过程进行HAZOP分析：
聚合单元结合生产设备运行的实际情况，选择聚合反应过程进行HAZOP分析。
4、HAZOP分析结果
经分析小组讨论、分析、最终形成以下分析记录。

裂解反应单元：
表1-2 裂解单元危险和可操作性研究分析记录
HAZOP分析组可操作性研究
车间/单元：1#2#裂化车间\双乙烯酮车间\山梨酸车间
系统：裂解反应器
任务：裂解生产过程
日期：2012.12.25
设计：天成公司技术人员
关键词
偏差
可能原因
后果
必要的对策
A引导词：物料：醋酸
None
空白
反应器炉管内无醋酸物料。
1、忘记加料, 醋酸槽无料
2、转料泵发生故障
3、进料阀门未开
4、醋酸再沸器蒸汽加热系统故障或阀门未开
1、易导致预热器炉管温度偏高，可能损坏炉管，引起物料泄漏，导致爆炸性气体的产生。

1、 严格操作复核。醋酸槽设置低液位报警
2、 转料泵设置备用泵
3、 严格操作复核
4、 蒸汽加热系统设置旁路，严格操作复核
Less
少
反应器内醋酸流量偏低。
1、操作流量偏低。
2、进料阀门未全开
4、再沸器蒸汽加热流量偏低
1、易导致反应温度偏高，有温度失控危险
1、严格执行操作规程，严格操作复核
2、设置蒸发压力稳定联锁系统及压力报警，在蒸汽管道加入端设置压力表监测压力。
3、设置流量稳定联锁系统及温度报警
More
多
反应器内醋酸流量偏大
1、操作流量偏大
2、再沸器蒸汽加热流量偏高
1、导致反应温度偏低；影响产品收率。
1、严格执行操作规程，严格操作复核
2、设置流量稳定联锁系统及温度报警。
3、设置蒸发压力稳定联锁系统及压力报警，在蒸汽管道加入端设置压力表监测压力。
Cther than
其他
醋酸或乙烯酮从炉管进入裂化炉
炉管破裂-
可能在炉内产生爆炸性气体，发生爆炸。
定期对裂化炉在内的工艺系统抽真空进行密闭性试验。
B引导词：反应温度
Less
少
温度偏低
1、温度指示失灵
2、燃气系统进气阀门失灵
1、产出量下降，突然升温时易发生冲料、爆炸事故，易引发危险
1、检查进料情况
2、校验温度表
3、检查燃气系统进气阀门
4、设置燃气-温度联锁系统
More
多
温度过高
1、温度指示失灵
2、燃气系统进气阀门失灵
2、反应加快，反应加剧，易引发危险
1、检查进料情况
2、校验温度表
3、检查燃气系统进气阀门
4、设置燃气-温度联锁系统
Other than
其他
温度波动较大
同2
3、生产不稳定，易引发危险
同上
C引导词：安全联锁装置、泄压设施
Reverse
相反
电磁阀不动作

1、电路故障或线圈损毁
2、传感器不灵敏
3、电磁阀卡死
1、失去安全联锁功能，危险性增大
1、检查电气线路
2、检修电磁阀
3、检查传感器及信号线路
事故时泄压装置不动作
4、爆破片起跳压力太高或锈死
2、失去自动泄压功能，危险性剧增
4、遵守操作规程
5、根据工艺生产情况，选择合适的爆破压力
6、更换爆破片
As well as
伴随
正常生产时报警器报警
5、报警器或线路故障
6、DCS系统故障
同1
3、也可能误报警
同1、3、4
7、检查报警器或线路
8、检查DCS系统
D引导词： 燃料：水煤气
Less
少
水煤气流量偏低
阀门开度偏小
影响产量
水煤气管道设置进料调节阀，与出料温度联锁。
More
多
水煤气偏高
阀门开度偏大
温度有偏高的危险
水煤气管道设置进料调节阀，与出料温度联锁。
Other than
其他
水煤气无
燃气系统故障
导致停炉、影响生产甚至引起爆炸
水煤气管道上设置紧急切断阀．且在切断阀设置压力测点，当压力低于设定值时．关闭紧急切断阀。
E引导词：物料：燃烧空气
Less
少
-
-
-

More
多
-
-
-

Other than
其他
燃烧空气无
风机故障
水煤气在裂化炉内聚集，与炉内空气形成爆炸性混合气体，可能发生爆炸。
1、设置风机电机与水煤气进料联锁控制，当无空气进入裂化炉时，及时切断水煤气供应；
编制应急操作指南，说明裂化炉无水煤气或者无燃烧空气供应时的应急操作步骤
2、设置备用风机
FD引导词：反应条件： 火焰状态
Less
少
-
-
-

More
多
-
-
-

Other than
其他
裂化炉火焰熄灭
1、燃气系统故障
2、风机故障
裂化炉火焰熄灭，水煤气与空气在裂化炉内混合，形成爆炸性混合气体，重新点火时如未进行吹扫，可能导致着火爆炸。
设置火焰状态与水煤气供应联锁．当探测到火焰熄灭．应能紧急切断水煤气供应(设置两个独立控制回路，各自在火焰熄灭时切断水煤气供应以提高可靠性)，并及时进入紧急吹扫程序。
G引导词： 水煤气泄漏
Less
少
-
-
-

More
多
-
-
-

Other than
其他
水煤气泄漏
1、意外
2、风机故障
从裂化炉的空气入口处泄漏至作业区域，导致人员中毒伤害甚至死亡，
1、现场设置一氧化碳探测仪，且报警浓度按照一氧化碳中毒限值进行设置，并设置就地报警。
2、设置备用风机

裂解单元HAZOP分析所识别的主要的危害及相应的安全对策：
·1从醋酸蒸发器经预热器至混合器无流量时．预热器炉管可能损坏，严重影响生产。采用以下安全措施：
1）严格操作复核。
2）醋酸槽设置低液位报警；
3）转料泵设置备用泵；
4）蒸汽加热系统设置旁路。
从优化工艺角度出发，为了使进料流量稳定，设置蒸发压力与加热蒸汽联锁系统及压力报警，在蒸汽管道加入端设置压力表监测压力；设置流量稳定系统。定期对裂化炉在内的工艺系统抽真空进行密闭性试验。
·2水煤气地下管道破裂(如外力损坏)，可能导致停炉、影响生产甚至引起爆炸；设计在水煤气管道上设置紧急切断阀．且在切断阀设置压力测点，当压力低于设定值时．关闭紧急切断阀。
·3无燃烧空气进入裂化炉(如风机故障)，裂化炉熄灭．水煤气在裂化炉内聚集，与炉内空气形成爆炸性混合气体，可能发生爆炸。设计(1)设置风机电机与水煤气进料联锁控制，当无空气进入裂化炉时，及时切断水煤气供应；(2)编制应急操作指南，说明裂化炉无水煤气或者无燃烧空气供应时的应急操作步骤。(3)设置备用风机。
·4裂化炉火焰熄灭，水煤气与空气在裂化炉内混合，形成爆炸性混合气体，重新点火时如未进行吹扫，可能导致着火爆炸。设计设置火焰状态与水煤气供应联锁．当探测到火焰熄灭．应能紧急切断水煤气供应(最好设置两个独立控制回路，各自在火焰熄灭时切断水煤气供应以提高可靠性)，并及时进入紧急吹扫程序。
·5水煤气中含有一氧化碳．且可能从裂化炉的空气入口处泄漏至作业区域，导致人员中毒伤害甚至死亡，现场设置一氧化碳探测仪，且报警浓度按照一氧化碳中毒限值进行设置，并设置就地报警。

聚合反应单元：
表1-2 聚合单元危险和可操作性研究分析记录
HAZOP分析组可操作性研究
车间/单元：山梨酸车间
系统：聚合釜
任务：聚合生产过程
日期：2012.12.25
设计：天成公司技术人员
关键词
偏差
可能原因
后果
必要的对策
A引导词：物料
None
空白
反应釜内无聚酯物料。
1、忘记加料

1、影响生产
2、乙烯酮溢出，有火灾爆炸危险
1、严格执行操作规程，严格操作复核
Less
少
反应釜内液位偏低。
操作液位偏低。
1、影响生产
2、乙烯酮溢出，有火灾爆炸危险
1、严格执行操作规程，严格操作复核
2、打开进料阀，检查釜内液位，确认正确后加料反应；
3、反应釜设置液位联锁及低液位报警。
More
多
反应釜内物料量过多
1、操作不当
1、液体物料过多，造成气相阻力增大，影响生产效率；
1、严格执行操作规程，严格操作复核
2、打开进料阀，通过视镜检查釜内液位在正常液位；
3、反应釜设置液位联锁及高液位报警。
Cther than
其他
反应釜内物料加错
-
-
-
B引导词：釜内温度
Less
少
温度偏低
1、乙烯酮加入量少
2、温度指示失灵
3、冷却水流量过大
1、产出量下降，
1、检查进料情况
2、校验温度表
3、检查冷却水阀门
4、设置聚合温度与夹套冷却水进水阀联锁控制。
More
多
温度过高
1、乙烯酮加入量过多
2、温度指示失灵
3、冷却水流量过小

2、反应加快，反应加剧，易引发危险
同1、2、3
4、温度传入DCS，联锁控制，设置聚合温度与夹套冷却水进水阀联锁控制。
Other than
其他
温度波动较大
4、乙烯酮加入量波动

5、冷却水流量波动
3、生产不稳定，易引发危险
5、检查冷却水系统
6、设置聚合温度与夹套冷却水进水阀联锁控制。
7、设置乙烯酮加入量与温度控制联锁。
C引导词：安全联锁装置、泄压设施
Reverse
相反
调节阀不动作

1、电路故障或线圈损毁
2、传感器不灵敏
3、电磁阀卡死
1、失去安全联锁功能，危险性增大
1、检查电气线路
2、检修电磁阀
3、检查传感器及信号线路
事故时泄压装置不动作
4、爆破片起跳压力太高或锈死
2、失去自动泄压功能，危险性剧增
4、遵守操作规程
5、根据工艺生产情况，选择合适的爆破压力
6、更换爆破片
As well as
伴随
正常生产时报警器报警
5、报警器或线路故障
6、DCS系统故障
同1
3、也可能误报警
同1、3、4
7、检查报警器或线路
8、检查DCS系统

聚合单元HAZOP分析所识别的主要的危害及相应的安全对策：
·1聚合釜中液位过低，影响乙烯酮气体的吸收，给后续工序带来爆炸危险，所以，设置聚合釜的液位控制，稳定吸收过程。
·2若乙烯酮气体进料流量不加控制，导致大量吸收放热，反应失控，引起爆炸。所以，采用（1）乙烯酮气体进料设置控制阀门，与反应温度联锁；（2）设置聚合温度与夹套冷却水进水阀联锁控制。（3）反应釜设置爆破片，防止意外爆炸。

五、HAZOP分析的几点体会
通过对江苏天成生化制品有限公司)双乙烯酮的裂解工段以及山梨酸(钾)技改项目的聚合工段、裂解工段进行较为系统的HAZOP分析，主要有以下几点体会：
1、事故的发生，其原因往往是出乎意料的，有“偶然性”。通过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，我们应坚信事故时可以预防的。
2、HAZOP分析的深度和广度取决于分析小组人员的专业水平，以及化工工艺、机械、安全等多专业人员的交流、互补和协作。在以后的生产过程中，应总结经验不断的完善分析内容。
3、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。
4、通过分析，我们发现：
（1）部分“偏差”是通过作业人员严格遵守安全操作规程和加强现场管理来实现的；
（2）电气、机械设备、控制器件、安全设施的日常维护、检查十分重要，也是预防事故的最基础工作；
（3）加强岗位作业人员的安全教育和技能培训，从严考核，营造“规范操作、安全生产”的良好氛围。

HAZOP分析小组
二O一三年四月
16