聚乙烯生產裝置風險評估中HAZOP方法運用

趙延麗

摘 要：石油化學工業作為過程工業中重要的基礎行業之一，對國民經濟有著重要的意義。隨著過程工業生產規模日益大型化和復雜化，隨之而來的安全生產問題也已成為重大社會問題之一。HAZOP方法在聚乙烯生產裝置風險評估中的應用，能夠及時發現裝置運行存在的安全隱患，降低安全事故的發生幾率。關鍵詞：聚乙烯生產裝置；風險評估；HAZOP方法

關鍵詞：聚乙烯生產裝置；聚乙烯生產；風險評估

作為風險評估的重要方法之一，HAZOP方法尤其適用于化學工業系統，使用該方法可以有效地識別系統高風險，并針對高風險提出合理的建議措施，從工藝角度保障系統的安全性。當前，石油化工生產裝置的大型化及高度的自動化、連續化已成為當前石油化工生產發展的趨勢，這也使得石油化工生產裝置一旦發生事故，后果將極其嚴重，不僅會造成巨大的人員傷亡、財產損失和環境破壞，甚至會造成嚴重的國際影響。因此，需加強石油化工生產裝置的工藝改進和安全管理，對生產裝置進行風險評估。

一、HAZOP方法概述

（一）HAZOP方法的基本思想

HAZOP方法是基于這樣一個基本概念，即各個專業、具有不同知識背景的人員所組成的分析組一起工作比他們獨自一人單獨工作更具有創造性與系統性，能識別更多的問題，其具體形式為頭腦風暴。HAZOP方法的基本思想是：從生產系統中的工藝狀態參數出發，運用啟發性引導詞來研究工藝狀態參數的變動，從而進行危險辨識，并在此基礎上分析危險可能導致的后果以及相應的控制措施。

（二）偏差

偏差是HAZOP方法分析時最重要的概念，它由引導詞與工藝參數結合而成。工藝參數包括概念性參數和具體參數，主要有溫度、時間、次數、長度、壓力、濃度、黏度、距離、流量、液位、電壓、厚度、速度、pH值、電流、體積、混合、反應、副反應、分離等。但為了提高效率，針對特定設備一般只分析其對危險和操作性有重要影響的偏差。

（三）HAZOP的適用范圍

它通過系統分析新設計或已有生產裝置的生產工藝流程和工藝功能，來評價設備、裝置的個別部位因誤操作或機械故障而引起的潛在危險，并評價其對整個裝置的影響。HAZOP研究在項目規劃階段、裝置的初步基礎設計階段、裝置的詳細設計階段、裝置試運行階段、裝置運行階段、裝置工藝變更改造過程、直至裝置退役等各階段展開。HAZOP尤其適用于化學工業系統的風險評估，既可以用于連續過程，也可用于間歇過程。

二、采用HAZOP方法對聚乙烯生產裝置進行風險評估

（一）聚乙烯生產裝置介紹

高密度聚乙烯（簡稱HDPE）生產裝置A線是1974年由西德HOECHST公司引進，于1979年12月投產，設計生產能力為3.5萬t/aHDPE樹脂（粉末或顆粒），造粒機的生產能力為5t/h，設計運轉時間為8000h/a，乙烯單程轉化率可達98%以上。HD-PH生產裝置B線是在原有西德HOECHST公司工藝技術的基礎上，基本按原裝置模式國內自行設計和施工的一條聚乙烯生產線，設計生產能力為3.5萬t/aHDPE粉末，于2001年10月26日投產。

（二）聚乙烯裝置生產工藝流程

HDPE生產裝置以蒸汽裂解所產乙烯為主要原料，以丙烯為共聚單體，采用沸程在125～170℃的鏈烷烴作為溶劑，用載體化的齊格勒催化劑體系進行淤漿聚合，用氫氣調節產品熔融指數，用丙烯調整產品密度。HDPE生產裝置工藝流程是：由界區來的乙烯、丙烯、氫氣經過濾按比例送到聚合反應器，聚合反應的產物為懸浮在稀釋劑中的高密度聚乙烯粉末，此懸浮液經離心分離，母液一部分送往回收工段處理，大部分送往聚合反應器循環使用；離心機分離出的含有稀釋劑的粉末送往水蒸汽蒸餾釜，然后經螺旋脫水器脫除游離水，送往流化床干燥；其濕含量合格后，再送至穩定崗，加入一定量的添加劑（顆粒牌號），在粉末料倉內進行均化；均化后的粉末送往造粒工段（粉末經混煉機、擠壓機造粒后作為聚乙烯顆粒成品送至成品工段）或成品工段（粉末牌號）。

（三）聚乙烯生產裝置的風險評估

根據HAZOP方法節點劃分的基本原則，將該裝置的兩條生產線共劃分為47個節點。鑒于HAZOP方法具有類比性，本文僅選取了聚合反應器的某個節點來說明了HAZOP方法在聚乙烯裝置風險評估中的具體應用。目前最流行的針對危險分析而開發的專業軟件PHA-Pro7是HAZOP方法運用過程中使用的軟件。聚乙烯生產裝置某節點（聚合反應器）的工藝流程是：乙烯、丙烯、氫氣通過乙烯管線連續不斷地進入聚合反應器，其量由相應的閥門控制；混合催化劑由泵串聯輸送到聚合反應器，其量由管道閥門控制；乙烯、丙烯、氫氣在催化劑的催化作用和攪拌器的攪拌作用下在聚合反應器內發生聚合反應；聚合反應后的懸浮液由反應器頂部出料管送到后聚合反應器。在HAZOP方法分析時，選取了聚合反應器溫度過高、溫度過低、壓力過高、壓力過低，攪拌器X故障、雜質過多，高壓氮氣流量過高、流量過低，取樣異常9個偏差。

三、結語

伴隨著石化企業對于安全工作的重視和安全評價的需要，HAZOP方法必將得到更大的發展。因此，石化企業在生產過程中，應注重對HAZOP方法的應用，分析生產中存在的風險因素，并增加相應的安全連鎖系統，保證生產裝置及工藝過程的安全性。

參考文獻：

[1]姚桂瑩，馮斌，張雪.HAZOP分析技術在催化重整裝置的應用[J].石油化工安全環保技術，2014，01：17-22+6.