氨分解制氫裝置的HAZOP分析

楊文良(上海加力氣體有限公司，上海 200122)

0 引言

2019年8月12日，國家應急管理部頒布《危險化學品企業安全風險隱患排查治理導則》(應急[2019]78號)，導則第2.4條明確規定企業涉及“兩重點一重大”的生產、儲存裝置必須定期開展HAZOP分析。

文章根據《化工建設項目安全設計管理導則》(AQ/T 3033-2010)[1]、《危險與可操作性分析(HAZOP分析)應用導則》(AQ/T 3049-2013)[2]相關要求，對氣站工藝、裝置進行HAZOP分析，并提出相應整改措施，需要說明的是，本文分析結果不涉及措施的保護層分析(LOPA分析)。

1 氨分解制氫氣站概況

上海加力氣體限公司氨分解制氫氣站主要設備由液氨儲槽、氨氣壓縮機、緊急泄氨器、相關閥門及管道等組成，以液氨為原料，經過分解爐分解為氮氫混合氣體，供客戶使用。

槽車通過氨壓機將液氨打入液氨儲罐，液態氨從儲罐流出，通過管道進入氨中間罐，再經汽化器加熱后成氣態，返回中間罐后再經減壓閥減壓，壓力降至0.2 MPa(表壓)，經脫硫裝置脫硫凈化，后經套管換熱器預熱后進入分解爐，在高溫和觸媒的催化作用下分解成氮氣和氫氣的混合氣。混合氣經與進口氨氣換熱后，再送回氨中間罐回收熱量，同時作為液氨汽化的一部分熱源，降溫后的混合氣再送至氣體純化器裝置，去除殘氨及水分，作為產品氣體供客戶使用。

2 氨分解制氫氣站HAZOP分析評價

2.1 確定HAZOP分析目的

主要識別氨分解制氫站工藝主流程可能的設計缺陷、設備故障等可能帶來的后果，包括：(1)安全/健康和環境危害后果；(2)重大的操作性問題；(3)考慮人為因素。提出控制或降低風險以及改善工藝系統操作性的措施，減小事故發生概率或減輕事故損失。

2.2 成立HAZOP分析小組

成立以裝置經理、運行經理、運行工程師、工藝經理、安全經理為成員的分析小組，全面負責此次HAZOP分析。

2.3 確定HAZOP分析引導詞及含義

引導詞就是引導/啟發人們思考的詞匯，根據實際情況，本分析常用引導詞及含義如表1所示。

表1 HAZOP常用引導詞及其含義

2.4 偏差的構成

偏差為引導詞與參數的組合，一般表示為：引導詞+工藝參數=偏差，如溫度偏高、流量偏小、壓力偏大等。

2.5 HAZOP分析流程

分析流程如圖1所示。

圖1 HAZOP分析流程圖

2.6 風險矩陣及風險等級劃分

此次HAZOP分析所使用的風險矩陣如表2所示。

表2 風險矩陣(Risk Matrix)表

表中風險矩陣中的元素稱為加權指數，也稱為風險評價指數，風險評價指數是綜合危險事件的可能性和嚴重性決定的。

最高風險指數定為1，對應的危險性事件頻發，并有災難性后果。

最低風險指數定為20，對應的危害事件幾乎不可能發生，其后果是輕微的。

中間風險指數按風險等級賦值，數字等級需要根據具體對象劃定，以便于區別各種風險的程度，劃分的太細或太粗都不便于風險評價。

2.7 HAZOP分析記錄表

本次HAZOP分析表所用的工作表如下，表格中的原因為各個偏離的所有原因，后果為各偏離的所有不利后果，現有安全措施為基礎設計中已經設計的安全保護措施，建議措施為HAZOP分析過程中發現現有安全保護措施所達到的安全水平不足而建議增加的保護措施。

風險等級分析符合說明：S(Severity)-后果嚴重程度；L(Lilelihood)-發生的可能性；R(Risk Ranking)-事故風險等級。

2.8 HAZOP分析結論

通過HAZOP分析，總計提出了10條建議措施，如表3所示。

表3 建議措施

3 總結

通過本次對氣站HAZOP分析，我們辨識出了裝置缺少SIS系統、部分安全聯鎖缺失等安全隱患，這些將會是公司下一階段安全整改的重點，消滅這些安全隱患，將會極大地提升現場安全管理水平，極大地保證氣站安全生產。

另從本項目分析HAZOP分析過程，以下經驗供大家參考，以便組織HAZOP分析：

(1)成立各專業骨干為主的評價組，由具有豐富工藝經驗或安全經驗的人員作為負責人組織實施；

(2)評價組成員必須以完整的工藝流程圖為主，同時熟悉相關儀控等圖紙；

(3)劃分分析節點必須清晰具體和便于分析；

(4)分析結果的邊界必須定義清楚。

4 結語

當前我國安全生產形勢依然嚴峻，近一段時間化工事故頻發，化工是國家安全監管的重點行業，而化工廠本身存在較多的危險化學品、危險化學反應甚至重大危險源，若能從設計階段就查找出系統工藝及操作方面安全缺陷，并采取針對性安全措施進行解決，將會極大地提高裝置安全水平，顯而易見，HAZOP分析方法是一種非常好的分析評價方法，希望化工行業各位同行能運用好該方法，更好地提高化工工藝裝置的安全程度。