HAZOP風險分析在合成氨生產中的運用

＊糜自達

（1.青島科技大學環境與安全工程學院 山東 266042 2.金沂蒙集團有限公司 山東 276700）

HAZOP風險分析在合成氨生產中的運用

＊糜自達1,2

（1.青島科技大學環境與安全工程學院 山東 266042 2.金沂蒙集團有限公司 山東 276700）

合成氨的工藝過程中的原料和產品的危險性都是比較高的，同時合成氨的過程是及其復雜的，如果沒有控制好風險那么極有可能發生火災、爆炸等等事故，不僅會造成財產損失，還會造成人員傷亡。利用HAZOP風險分析法分析后可以得知：在合成氨的過程中，合成氣的泄漏時極其重要的偏差，如果沒有控制好這個偏差，就會對合成氨的生產具有非常重要的影響。

HAZOP；風險分析；合成氨

眾所周知，合成氨工業對我國的化工行業的發展以及國民經濟的發展都有著極其重要的意義。目前在我國的國防工業和科學學術界都有很多的研究，并且我國很多專家學者都對合成氨的整個過程有些非常成熟的研究。但是合成氨的過程中有很多危險的中間產物，還有很多易燃易爆的物質產生和參與，從這個層面來說合成氨的整個過程都充滿著很多的安全隱患。如果不加以控制的話，一旦發生事故不僅會造成生產過程中斷和設備損壞，造成財產損失，還有可能造成人員傷亡以及環境污染等問題。因此，合成氨的安全問題就顯得尤為重要，在平時的生產過程就需要嚴加控制和注意。本文利用HAZOP分析方法對合成氨的整個裝置以及生產過程進行分析。分析出整個生產過程可能存在的危險有害因素和危險有害物質，還對可能產生的后果進行全面分析。在此基礎上提出行之有效的安全對策措施。

1.HAZOP介紹

上個世紀60年代初，危險組與可操作性研究首次被提出來，是英國ICI公司在系統工程的基礎上，用于可以辨識出生產裝置和工藝過程中存在的危險有害因素以及出現原因，結果和對策措施的方法。HAZOP通過識別潛在的可能發生的的偏差，首先分析出現偏差的原因然后分析可能造成的后果。HAZOP在生命周期的各個階段都可以使用，但是最適合使用HAZOP的階段還是設計階段和變更相應生產設施的階段。HAZOP方法包含的參數非常的多，不僅對潛在的危險和預期后果進行的相應的分析，還對可能產生的后果進行了詳細的闡述，所以HAZOP得到了廣大學者專家的認同，被認為是最系統最全面的的定性評價的方法。為了使HAZOP分析過程變得更加的完整，各個國家都對相關的標準進行的統一的規定。

2.制氨工藝風險分析

(1)試車系統

氣化系統主要由煤漿制備、氣化、灰水過濾、黑水閃蒸、火炬和液化石油氣站等6個工序組成，危險品也有石油氣和水煤氣等在危險化學品名錄內的。通過分析我們可以得知，屬于易燃品的有液化石油氣和硫磺等，進一步分析發現水煤氣還屬于有毒物質。

(2)凈化系統

凈化系統的功能主要包括甲醇洗、液氮洗、硫回收、熱回收等工藝。通過分析和辨識發現，屬于易燃品的有水煤氣，一氧化碳，二氧化硫等10個危險品。屬于有毒物品的有其中一氧化碳、氫氣、液化石油氣、二硫化碳和甲醇。屬于腐蝕品的有硫酸。因為在二期變換工藝中需要添加二氧化碳，所以低閃點的液態二硫化碳的危險性是需要注意到的，不能忽視。

(3)合成系統

合成系統主要由氮合成、氮冷凍、壓縮機站和氨罐區等四個工序構成，所涉及的危險化學品有氫氣、液氮和液氨等3個，其中氫氣屬于易燃氣體，液氨屬于有毒氣體。合成工序和氨罐區均屬于重大危險源。氨合成屬于特殊工序，其中氨合成塔的工作溫度為498℃，壓力為12.5 MPa，一級氨分離器和液氨儲罐的最低溫度分別為一32℃和一36℃，故合成系統具有高溫、高壓、低冷、易燃、易爆和有毒等特點，存在火災、保炸、中毒、窒息和陳傷等事故。

(4)電儀系統

電儀系統主要包括電氣和儀表兩大工種，其主要裝置包括301總變所、各配電室、儀表工程師站、中控室等。工期合成氨裝置試車時，因施工尚未結束，存在施工和試車之間的交叉作業;II期試車時，因工期裝置已投入試生產，存在試車和運行之間的交叉作業，兩個交叉作業均有誤發DCS指令、誤操作和觸電的危險。工期試車時，現場施工用電為6 kV，裝置試車用電為10kV，兩路電不能“見面”；汽機發電機孤網運行時，自發電和大網電同樣不能“見面”，否則可能導致機毀人亡的事故發生。

3.HAZOP分析流程

通過對合成氨工藝中的每個節點進行分析，得出合成氨裝置可以分為16個節點。利用HAZOP進行詳細的分析后發現，整個合成氨裝置中存在安全隱患的節點共有23個。其中風險最大的是合成氣的壓縮階段，下面對合成氣壓縮單元進行相應的分析，通過分析發現有8處存在安全隱患。

合成氨由原料制備，脫硫，脫碳和合成氨這幾個流程組成。本文利用HAZOP方法對整個合成氨過程的分析來對HAZOP在合成氨生產工藝中的應用進行分析。通過分析我們可以得出反應的溫度和壓力，設備的可靠程度和氣體的泄露可能性對整個合成氨過程是否安全運行的影響最大。

4.結論

通過HAZOP技術在氨反應裝置中的應用中表明∶

(1)通過對引導詞偏差進行分析，HAZOP分析方法能夠對整個工藝過程的各個參數進行偏差分析，通過找出偏差的因素找出可能發生危險的節點，從而提出相應的解決方案。(2)通過上面的分析我們可以得知，反應溫度對整個生產過程來說是一個非常重要的且最容易發生危險的因素。通過HAZOP，找出了各個因素出現并且發生的原因。在發生原因的基礎上進行詳細的分析和整理，提出相應的行之有效的措施，避免此類事故的在此發生。同時也為發生事故提供了相應的預防措施，是合成氨整個過程實現安全生產的重要保證。(3)在利用HAZOP進行分析過后發現：整個合成氨過程可以檢查出來的風險想有23個。通過此次HAZOP的分析和研究，對整個合成氨裝置設計的不足處甚至是缺陷還有存在的安全隱患都有一個較為系統的分析。不僅為以后出現事故時的及時處理措施提供了充分的理論依據，還可以為以后停產，傷亡事故的發生提供了強有力的預防措施，充分提高了合成氨裝置的本質安全性。

[1]馬志剛,靳明程,陳衍濤等．HAZOP研究與故障樹分析在合成氨裝置危險辨識中的應用[J]．中國安全生產科學技術,2012,08(10): 85-90．

[2]段付崗,李清位．合成氨生產中危險化學品風險分析及控制措施[J]．煤炭加工與綜合利用, 2014(6):23-25．

糜自達（1980～），男，青島科技大學環境與安全工程學院，金沂蒙集團有限公司，研究方向：HAZOP風險分析。

(責任編輯 宋小蒙)

Application of HAZOP Risk Analysis in the Synthesis Ammonia Production

Mei Zida1,2

（1.Environment and Safety Engineering Institute, Qingdao University of Science and Technology, Shandong, 266042 2.JinYiMeng Group Co. Ltd, Shandong, 276700）

The dangerousness of raw materials and products in the craft process of synthesis ammonia is relatively high, meanwhile, the process of synthesis ammonia is extremely complex, if the risk does not get good control, it is likely to have the fire and explosion etc. accidents, which not only will cause the property loss but also cause the casualties. After adopting HAZOP risk analysis method to take the analysis, we got to know that in the process of synthesis ammonia, the leakage of synthesis gas will cause extremely important deviation and if this deviation does not get goodcontrol, it will have very important influence on the production of synthesis ammonia.

HAZOP；rick analysis；synthesis ammonia

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