試析HAZOP分析方法在石油化工生產(chǎn)裝置中的應用

摘要：HAZOP的分析方法致力于危險與可操作性為切入點，是一種廣泛應用在危險性評估方面，將石油化工作為評價的載體，其特點在于定量、定性的分析和評價，對于生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)工藝時的探明和危險分析尋找解決辦法。對于生產(chǎn)過程中工藝狀態(tài)的變化進行分析，控制生產(chǎn)中出現(xiàn)的工藝狀態(tài)波動，以及工藝狀態(tài)的波動對于生產(chǎn)的影響及導致的后果，分析出現(xiàn)偏差的原因，以此確定設備和系統(tǒng)內(nèi)在生產(chǎn)過程中存在的主要危害因素，并根據(jù)這些因素所造成的后果提出可行性措施。

關鍵詞：HAZOP分析方法;石化生產(chǎn);措施

一、HAZOP分析方法概述

1.1 HAZOP分析方法的研究目的

根據(jù)生產(chǎn)的工藝流程、生產(chǎn)參數(shù)、操作步驟、安全因素等方面考慮，通過HAZOP分析方法，在石油化工的聚丙烯裝置生產(chǎn)過程中探尋存在的安全隱患因素，試圖找到設計、生產(chǎn)過程、操作步驟上的缺陷，為裝置的平穩(wěn)運行和后續(xù)的隱患查找、整改提供有效指導。

1.2 HAZOP分析方法的使用條件

在裝置使用HAZOP分析方法前，人員必須同意以下的使用限制條件，因此通過分析進料到出料的整個流程即可。

（1）本次文章的研究僅是粗略的進行操作和危險性研究，因此僅僅是對主要的工藝步驟以及關鍵設備進行檢查。為了有效的分析管道、儀表、設備的流程圖，按照生產(chǎn)工藝過程可以分為5個部分。

（2）聚丙烯裝置的整體情況

聚丙烯裝置的原料來自于分離裝置的煉廠氣，并且根據(jù)國內(nèi)成熟的工藝技術如間歇式液相法聚丙烯生產(chǎn)工藝，在生產(chǎn)工藝過程中合成均聚樹脂。原先設計的生產(chǎn)能力為1.0×104t/a，上世紀90年代末改造后的生產(chǎn)能力達到1.2×104t/a。裝置的工藝生產(chǎn)裝置包括精制、聚合、閃蒸、再生四個單元，其中用到的設備包括活化劑存儲罐、丙烯壓縮機、聚合反應釜等，各個系統(tǒng)的工藝及危險性概述如下。

二、HAZOP分析方法的具體應用

2.1 活化劑

活化劑運輸系統(tǒng)是將管線內(nèi)的活化劑輸送到儲液罐中，管線中的活化劑為：三乙基鋁，物料的特點為無色透明液體，具有強烈的霉變氣味，化學反應活性高，碰到空氣容易自然。當三乙基鋁接觸到微量氧以及水分子時，容易引起爆炸。三乙基鋁對于人體的危害主要是呼吸道、眼結(jié)膜、皮膚接觸，當活化劑通過這三種途徑接觸到人體時，會產(chǎn)生強烈的刺激和腐蝕現(xiàn)象，致使人體出現(xiàn)灼傷的危害。

2.2 精制

精制系統(tǒng)主要是將丙烯脫水、脫硫、脫氧處理后，得到純凈的精丙烯，給后續(xù)的聚合反應使用。系統(tǒng)中的主要危險原料為丙烯，丙烯是一種無色有氣味的氣體，當與空氣混合后容易形成爆炸性危險源，應隔絕熱源、明火等危險源。丙烯的密度比空氣重，并且容易擴散，遇到明火時，會回燃。其爆炸極限為1.0%～15.0%，并且具有麻醉效果。

2.3 聚合反應

聚合反應是將丙烯在高溫高壓的條件下生成聚丙烯粉料。該系統(tǒng)中的危險源為：丙烯、氫氣、聚丙烯。氫氣是容易燃燒的氣體，當與空氣混合后能形成爆炸性混合物，氫氣濃度達到一定后，極易發(fā)生爆炸。氫氣密度比空氣輕，在存儲時應注意明火等危險源，爆炸極限為4.1%～74.1。氫氣為惰性氣體，當濃度增大時，容易引起窒息，也可呈現(xiàn)出麻醉效果。聚丙烯為可燃固體，受熱后容易分解成易燃氣體。

2.4 閃蒸

閃蒸系統(tǒng)是接受聚合釜內(nèi)的粉料，在閃蒸釜內(nèi)完成閃蒸、置換、去活等過程，其過程中危險源為：聚丙烯粉料、丙烯、氮氣。

2.5 尾氣回收

尾氣回收系統(tǒng)是將低壓丙烯氣體加壓變?yōu)橐后w，然后進行后續(xù)的回收利用，其過程中的危險物料為丙烯。

三、HAZOP分析研究的對策

3.1 HAZOP分析方法中對活化劑運輸系統(tǒng)的研究

通過HAZOP分析方法的研究后，針對操作參數(shù)的變化情況，對于引導詞、偏差以及產(chǎn)生的后果，保證裝置的安全生產(chǎn)同時采取安全措施，對系統(tǒng)的每個步驟逐一進行危險特性分析，研究結(jié)果如下：

①氮氣的泄露可能會導致窒息的風險，工作人員的錯誤操作可能會導致系統(tǒng)的壓力過大，造成輸送管線的破裂，當系統(tǒng)泄壓時，如果管線中卷攜催化劑時，容易造成火災。②對于現(xiàn)場裝置內(nèi)的氮氣線完好的情況，應加強氮氣的檢測與防護。③管線的充壓采用現(xiàn)場方式，增大了操作風險，不具備自動化控制。④送料管線內(nèi)存在腐蝕的風險，失誤的操作可能會導致火災情況的發(fā)生。⑤活化劑在儲存、裝卸、運輸?shù)确矫嬉筝^為嚴格，不穩(wěn)定的運輸增大了火災、爆炸的風險。⑥活化劑的存儲罐在使用過程中可能會存在泄露、或者存儲不當而引起火災、爆炸的危險。

3.2 HAZOP分析方法對精制系統(tǒng)的研究

①精制系統(tǒng)中精丙烯的存儲是最大的危險，可能導致事故的操作為人員的誤操作，不僅僅會影響生產(chǎn)，還嚴重的威脅了人員安全。②丙烯存儲罐存在超壓引起的安全隱患。③精制系統(tǒng)中丙烯存儲罐的出口在生產(chǎn)過程中因降溫或者壓力的降低造成超壓和破損。目前在泄壓方面仍采用手動方式。④丙烯的計量罐在使用過程中存在泄露、腐蝕、冒罐等風險。

3.3 HAZOP分析方法中對聚合反應系統(tǒng)的研究

①丙烯的投料線發(fā)生誤操作，系統(tǒng)內(nèi)的壓力將達到設計使用壓力，造成生產(chǎn)波動，威脅系統(tǒng)安全。②操作人員在對于氫氣輸送管線的操作可能存在人為失誤，導致管線內(nèi)壓力過高，容易引起管線因超壓出現(xiàn)腐蝕減薄、破損等危險。③在聚合反應裝置中，聚丙烯粉料容易堵塞聚合釜，造成系統(tǒng)內(nèi)部壓力升高，長時間的工作造成管壁減薄，造成了丙烯回收管線的破損。④聚合釜存在多種腐蝕，例如粉料的攪拌，失溫造成的反應過于劇烈、設備出現(xiàn)超溫超壓的現(xiàn)象。

3.4 HAZOP分析方法中對尾氣回收系統(tǒng)的研究

①氣柜中可能存在廢料腐蝕，設備內(nèi)無防護措施。②管線內(nèi)并沒有安裝過濾設施，從而導致粉料堵塞管線，大大的增加了壓縮機的工作負荷，造成安全隱患。③丙烯的壓縮機可能因超壓而造成腐蝕和物料的泄露，導致火災和爆炸的風險。

參考文獻：

[1]李海峰，呂興連，宗光喜.HAZOP分析方法在聚醚裝置聚合單元中的應用[J].聚氨酯工業(yè)，2020，35（2）：32-34.

作者簡介：高艷龍，男，1984年出生，陜西省清澗縣人，本科，從事油汽管道安全運行、降本增效、設備管理等工作。