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丙烯腈罐區(qū)HAZOP分析實踐

文檔作者：徐頂旺文檔來源：江西省化學(xué)工業(yè)設(shè)計院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年02月06日
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江西化工 2014年第2期
丙烯腈罐區(qū)HAZOP分析實踐
徐頂旺
(江西省化學(xué)工業(yè)設(shè)計院，江西南昌330003)
摘要：本文通過介紹了HAZOP分析方法的基本原理和工作流程，并以丙烯腈罐區(qū)
為例，詳細介紹了HAZOP的分析過程和實際運用情況；識別操作運行過程中潛在的不安
全問題和可操作性問題，以保證設(shè)備的作用符合工藝設(shè)計意圖，確保系統(tǒng)安全，將危險發(fā)
生的后果降低到最低水平。詳細介紹了HAZOP分析的程序、要求和單元劃分，總結(jié)了丙
烯腈罐區(qū)HAZOP分析涉及的主要問題及解決方案，HAZOP分析豐富并優(yōu)化了系統(tǒng)整體
的安全和可靠性，很好地指導(dǎo)了詳細設(shè)計。
關(guān)鍵詞：丙烯腈罐區(qū)HAZOP分析實踐
一
、引言
HAZOP(HazardandOperabilityStudy)方法的意思是
“危險性和可操作性分析”，是在設(shè)計階段對工程項目
的工藝流程設(shè)計和操作提出安全上的問題，共同討論
解決問題的一種方法Ll J。目前，國際上很多國家和公
司把HAZOP分析方法作為一種預(yù)防重大事故發(fā)生的
定性風(fēng)險評估技術(shù)，已得到越來越廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)劇毒化學(xué)品目錄(2012版)，丙烯腈屬于劇毒
品，作為丙烯酰胺的基礎(chǔ)原料，丙烯腈的儲存安全在丙
烯酰胺體安全生產(chǎn)中至關(guān)重要，因此，很有必要通過
HAZOP分析，不斷查找丙烯腈罐區(qū)設(shè)計中存在的危害
和操作問題，從而掌握裝置或操作方面的隱患，提出改
進建議，以消除隱患，實現(xiàn)增加裝置安全性、優(yōu)化裝置
操作性的安全目標。
二、HAZOP分析法基本流程
HAZOP分析首先成立一個由工藝、電氣儀表、安全
等專業(yè)人員組成的分析小組，選定一位具備豐富經(jīng)驗、
工作能力和廣泛知識的專家為分析組長或主席，將連
續(xù)的工藝流程分成多個節(jié)點，根據(jù)由引導(dǎo)詞和工藝參
數(shù)組成的偏差，來全面和系統(tǒng)地識別裝置設(shè)計中可能
存在導(dǎo)致安全或操作問題的缺陷，評估現(xiàn)有的安全措
施是否充分，并為設(shè)計和操作推薦更為有效的安全保
障措施。HAZOP方法分析工作流程包括(見圖1)：
A．根據(jù)工藝流程圖，將工藝系統(tǒng)劃分為工藝單元／
節(jié)點。
B．針對某個工藝單元／節(jié)點，工藝工程師和運作工
程師說明該工藝單元的設(shè)計目的和正常操作條件。
C．選取某個引導(dǎo)詞，進行設(shè)計偏差討論。
D．辨識產(chǎn)生工藝偏差的原因。
E．預(yù)計潛在的后果影響，如工藝異常、生產(chǎn)關(guān)斷、
火災(zāi)爆炸、安全事故、操作困難等。
F．辨識已有的安全防護措施，是否能防止工藝偏
差導(dǎo)致事故發(fā)生或減輕后果影響。若認為現(xiàn)有安全防
護措施不足夠，建議增加安全防護措施。
圖1 HAZ0吩析工作流程圖
G．在HAZOP分析工作表中記錄討論結(jié)果。
H．確定安全防護措施的負責(zé)單位。
重復(fù)以上步驟，將所有的引導(dǎo)詞都逐一討論完畢。
然后，繼續(xù)分析下一個節(jié)點和下一個引導(dǎo)詞，以此類推
直到所有節(jié)點和引導(dǎo)詞分析完成為止。
三、資料準備
要完成一次HAZOP分析，必須從資料的準備、團
隊的組合與會議的組織等三個方面做好充分準備。其
2014年6月 丙烯腈罐區(qū)HAZOP分析實踐 65
中資料準備主要有：罐區(qū)P&amp;amp;ID圖、工藝技術(shù)規(guī)程、平面
布置圖、爆炸危險區(qū)域分布圖、安全設(shè)施配置情況。在
團隊的組合方面，必須有站場維護人員，包括要請有
HAZOP分析經(jīng)驗、有不同的專業(yè)背景的工程師、專家等
參加，HAZOP分析團隊一般為5—7人，要求的專業(yè)人
員必須涵蓋自控儀表、工藝、設(shè)備、安全、電氣、土建等
專業(yè)。
四、HAZOP分析中工藝單元的劃分
分析節(jié)點或工藝單元，是指罐區(qū)工藝系統(tǒng)中具有
確定邊界的設(shè)備、管段、閥門等單元。工藝單元是
HAZOP分析的最小單位，在每一個工藝單元內(nèi)，對其設(shè)
計參數(shù)的偏差進行分析。因此，工藝單元或分析節(jié)點
的劃分是非常重要的。正確、合適的工藝單元劃分，既
要避免劃分過細而增加不必要的工作量，又要注意不
能劃分太粗簡而導(dǎo)致分析不徹底，無法達到HAZOP分
析的目的。
罐區(qū)流程簡介：丙烯腈(已加抑制劑)由汽車槽車
運來，來料分析后，由泵卸至丙烯腈儲罐中儲存，丙烯
腈儲槽采用外涂防曬隔熱涂料保護，夏季采用水噴淋
方式進行降溫，罐內(nèi)溫度控制在3O℃ 以下。罐內(nèi)采用
氮封，由槽頂呼吸閥維持槽內(nèi)壓力在400Pa～1．6KPa
之間。儲罐區(qū)按規(guī)范要求設(shè)置消防系統(tǒng)。
根據(jù)流程簡介，分卸料(槽車、卸車泵)、儲存、出
料、尾氣處理等四個階段加以分析。
五、主要偏差的確定
HAZOP分析中，確定偏差的最常用的方法是引導(dǎo)
詞法。即：將引導(dǎo)詞作用于工藝參數(shù)確定出有實際意
義的偏差。罐區(qū)常用的偏差有：超溫、壓力低、超壓、高
流量、流量小、無流量、流量相反、噪聲、振動、儀表異
常、高液位、低液位、泄漏、腐蝕、高流速等。當(dāng)然，隨著
HAZOP分析經(jīng)驗的積累，也會逐漸形成一個常規(guī)的有
意義的偏差表，隨著不斷的應(yīng)用，逐漸可形成一個針對
不同節(jié)點的偏差庫。以后進行HAZOP分析，只需要在
偏差庫進行選擇即可同時對這三個階段按照“弓l導(dǎo)詞”
來確定儲運工藝狀態(tài)參數(shù)可能產(chǎn)生的偏差，并對其可
能原因及采取安全措施進行了分析研究。
六、HAZOP分析內(nèi)容
根據(jù)每一個節(jié)點的功能、要求和特點，建立相應(yīng)的
偏差項目，通過偏差對違背設(shè)計意圖的情況進行表述，
逐一進行分析。完成了一個節(jié)點的全部偏差的分析
后，再進行第二個節(jié)點的分析，直至全部節(jié)點都完成分
析。分析小組成員充分討論，列舉出確實能夠?qū)е缕?
差的所有可能原因；分析偏差導(dǎo)致后果的危害嚴重程
度和發(fā)生的概率，并計算風(fēng)險指數(shù)；確認現(xiàn)有安全防護
措施，如果在此情況下風(fēng)險不能接受，分析小組要提出
整改措施建議，即針對可能的后果采取必要的、適合實
際情況的、且具有操作性的新安全防護措施來防范事
故發(fā)生或降低事故發(fā)生的可能性。在考慮增加新的安
全防護措施的情況下對風(fēng)險進行重新評估，直到風(fēng)險
降到可接受的水平。繼續(xù)下一個偏差、下一個節(jié)點，直
至全部。在分析過程中，小組成員應(yīng)該對討論結(jié)果達
成共識，對于分析小組無法解決的問題可以記錄在案。
如表1是丙烯腈罐區(qū)各單元HAZOP分析記錄表。
七、分析總結(jié)
用HAZOP分析方法對丙烯腈罐區(qū)生產(chǎn)運行和操
作進行分析，得出在正常的生產(chǎn)運行情況下，現(xiàn)有的安
全措施，如控制系統(tǒng)、氮封系統(tǒng)、止回閥、呼吸閥、液壓
式安全閥、尾氣處理系統(tǒng)、備用洗滌泵、靜電接地系統(tǒng)、
消防系統(tǒng)、噴淋冷卻系統(tǒng)、事故收集系統(tǒng)、勞動衛(wèi)生防
護用品等，對事故的發(fā)生起到一定阻止和減緩作用。
基本上能滿足生產(chǎn)需要。但尚存部分事故隱患，考慮
到丙烯腈的災(zāi)難性后果，需要加強完善操作規(guī)程、生產(chǎn)
巡查、設(shè)備保養(yǎng)、原料分析工作，以保證丙烯腈儲配的
安全運行。
表l 可操作性研究分析記錄表
工藝 引導(dǎo) 工藝 偏差 原因 后果 安全措施與設(shè)施
節(jié)點 詞 參數(shù)
1、操作規(guī)程
2、警示、防撞柱、木尖防滑
3、密封材質(zhì)耐腐蝕、耐溶
4、槽車切斷閥、管道切斷閥
卸 1、對接不好 1、中毒、火災(zāi)、 5、有毒氣體報警、防護用品
料 2
、外力作用(撞 爆炸 _、 異常 流量 泄漏 6、靜電夾、操作規(guī)程規(guī)定槽車停 留時間
槽 車、溜車) 2、設(shè)備、管路變 7、管路接地、跨接
盔
、一 3、密封失效 形 8、消防設(shè)施(水系統(tǒng))
9、沖洗地面水收集系統(tǒng)
lO、完善管道殘液吹掃的操作規(guī)程，吹掃
尾氣應(yīng)進入尾氣處理系統(tǒng)
1 l、現(xiàn)場個體淋洗措施
江西化工 2014年第2期
工藝 引導(dǎo) 工藝
節(jié)點 詞 參數(shù) 偏差 原因 后果 安全措施與設(shè)施
泵出M 口閥未開 1、汽化導(dǎo)致 氣 1、操作規(guī)程
ore 溫度 超溫 冷卻水未開 蝕使設(shè)備損壞 2
、管道固定
3、泵壞 2、設(shè)備損壞
壓力 壓力低 4 3、泄漏 (火 災(zāi)、
、出口泄漏 爆炸 3、操作管理，定期巡檢
、中毒)
4、槽車負壓
Leas 5
、泵出口未全
開 4、過濾器清洗
6、正常掃尾 5、泄漏(火災(zāi)、 5、來料檢驗分析
流量 流量小 7、進口堵塞 爆炸、中毒) 6、同卸車節(jié)點安全措施第一條
8、進口泄漏 6、槽車負壓 7、選用抗汽蝕泵
9、槽車氣相管 8、電氣防爆
未開
卸 l0
、料 進 口管斷 9
、^、 11 泵體設(shè)置冷卻
、卸 N 卸車閥未開 7、電機損壞(物
車 one 流量 無流量 12 10、管道視鏡
、出口閥未開 料升溫) 11
泵 13 、管路吹掃
、、-， 管路堵塞
14、泵出口無法 8、設(shè)備損壞 l2
、相逆 流量相反 9 泵出口設(shè)置止回閥
、關(guān)閉 泄漏 (火 災(zāi)、 l3
、中毒) 操作規(guī)程
、
l5、過載：物料
粘度加大 14、來料分析
16、電機故障 10、設(shè)備損壞 15、巡檢、保養(yǎng)
電流 噪聲 l7、安裝固定不 ll、中毒、火災(zāi)、 16、開泵時出口閥關(guān)閉
異常 儀表 振動 當(dāng) 爆炸 l7、選用無泄漏泵
泄漏 18、葉輪變形 12、無法正常檢 l8、電流過載保護
停電 19、開停泵 測 l9、電流報警
儀表異常 2O 2O、定期校對儀表 、保養(yǎng)
、泵的密封損 13、無法作業(yè)
壞 l4、逆流 2l、止回閥
21、堵塞 22、制定應(yīng)急方案
22 23、現(xiàn)場緊急停泵
、儀表損壞
2014年6月 丙烯腈罐區(qū)HAZOP分析實踐 67
工藝 引導(dǎo) 工藝
節(jié)點 詞 參數(shù) 偏差 原因 后果 安全措施與設(shè)施
1、太陽暴曬 1、發(fā)生聚合 1、防曬涂料
溫度 超溫 2、火災(zāi)熱輻射 2、揮發(fā)量加大 2、噴淋冷卻、消防
3、罐體變形、火 3、呼吸閥
3、內(nèi)部聚合 災(zāi) 4、來料分析
5、溫度報警
4、氮氣進罐調(diào)
節(jié)閥失效 4、罐頂變形、破 6、呼吸閥、緊急泄壓閥
壓力 超壓 5、氮氣出罐調(diào) 裂 7、壓力報警
More 節(jié)閥失效 5、含AN 氣體 8、檢測氮氣管路
6、調(diào)節(jié)閥管路 擴散 9、阻火器
泄漏
10、液位計、報警(現(xiàn)場、DCS)
6、泄漏(火災(zāi)、 11、有毒氣體報警
液位 高液位 7、進料多、誤操 中毒) 12、操作規(guī)程(檢查相關(guān)管路、取樣分析)
作 7、串入其它管 l3、防火堤
道 14、勞動防護用品、淋洗器
l5、消防系統(tǒng)
8 16、呼吸閥
、氮氣系統(tǒng)失 8
、L 罐體損壞 17、破真空裝置
ess 壓力 超低 效(進氣閥關(guān) 9
、閉 吸人空氣 18、氮封
、液位不降) 19
、貯槽 壓力指示
10、出料泵汽 20、操作規(guī)程
9、誤操作 蝕、汽縛、設(shè)備 21、低液位報警 ．
液位 低液位 1O 22、有毒氣體報警
、泄漏 損壞 ． 23
、¨ 消防勞動防護用品、淋洗器
、火災(zāi)、中毒 24
、防火堤
25、巡檢
l2、數(shù)據(jù)失真 26、定期檢測、檢驗
儀表異常 l1、儀表故障 l3 27、完善臺帳制度(物料進出)
、誤報警 28
、14 見第 16、17條
、罐壓失常 29
、選用雙液位測量(磁翻板液位計、雷達
液位計)
異常
12、儀表連接破 3O、巡檢
損 15
、
中毒、火災(zāi) 31、有毒氣體檢測
泄漏 13、法蘭泄漏 16 32、取樣檢測
、影響產(chǎn)品質(zhì) 33
、14、消防管閥門 量 抗震設(shè)防
漏 34、抗風(fēng)
15、自然災(zāi)害 35、防雷、接地
伴隨 腐蝕 16 l7、設(shè) 備 腐 蝕 36、防海風(fēng)腐蝕
、海風(fēng) (泄漏) 37
、定期檢修
江西化工 2014年第‘2期
工藝 引導(dǎo) 工藝
節(jié)點 詞 參數(shù) 偏差 原因 后果 安全措施與設(shè)施
●
1、泵出口閥未 1、汽化導(dǎo)致氣 操作規(guī)程
More 溫度 超溫 開 蝕 管道固定
2、冷卻水未開 使設(shè)備損壞
3、泵壞 2、設(shè)備損壞
Less 壓力 壓力低 34 、泄漏 (火災(zāi)、 3操作管理，定期巡檢
、出口泄漏 爆炸
、中毒)
5、泵出口未全
開 4、過濾器清洗
6、正常掃尾 4
、
泄漏(火災(zāi)、 5、來料檢驗分析
流量 流量小 7、進口堵塞 爆炸
、
中毒) 6、同卸車節(jié)點安全措施第一條
8、進口泄漏 7、選用抗汽蝕泵
● 9、槽車氣相管 8、電氣防爆
未開
10、進口管斷
輸 l1、 送 N 進 口閥未開 5、電機損壞(物 9、泵體設(shè)置冷卻
one 流量 無流量
泵 l2、出口閥未開 料升溫) lO、管路吹掃
13、管路堵塞
14、泵出口無法 6、設(shè)備損壞
相逆 流量相反 7、泄漏(火災(zāi)、 11、泵出口設(shè)置止回閥
關(guān)閉 中毒) l2、操作規(guī)程
15、過載：物料
粘度加大 13、定期化驗
16、電機故障 8、設(shè)備損壞 14、巡檢、保養(yǎng)
電流 噪聲 17、安裝固定不 9、中毒、火災(zāi)、 15、開泵時出口閥關(guān)閉
異常 儀表 振動 當(dāng) 爆炸 16、選用無泄漏泵
泄漏 18、葉輪變形 1O、無法正常檢 17、電流過載保護，18、電流報警
^ 停電 儀表異常 l9、開停泵 測 l9、定期校對儀表、保養(yǎng)
20、泵的密封損 1l、無法作業(yè) 20、止回閥
壞 12、逆流 21、制定應(yīng)急方案
21、堵塞 22、現(xiàn)場緊急停泵
22、儀表損壞
2014年6月 丙烯腈罐區(qū)HAZOP分析實踐
工藝 引導(dǎo) 工藝
節(jié)點 詞 參數(shù) 偏差 原因 后果 安全措施與設(shè)施
1、氮氣調(diào)節(jié)閥 1、洗滌效果不
More 流量 高流量 失效 好 1、填料固定措施 、
2、帶液
洗滌液 2、洗滌泵故障 3、洗滌效果不 2、巡檢
流量 3、管路堵塞 好 3、污水收集系統(tǒng)
流量低 4 4、淋洗器
、系統(tǒng)泄漏 4、泄漏(污染) 5
、備用泵
氮尾 Less
氣氣
系系 5
、統(tǒng) 統(tǒng) 泵損壞 6、巡檢
液位 5、泄漏 6、洗滌效果不 7、補水裝置
6、自然損耗 好 8、淋洗器
7、污染 9、液位指示
7、填料架橋 l0
8 、選用不銹鋼拉西環(huán)填料
部分 、填料損壞 8、洗滌效果不 l1
、9 定期更換填料
、洗滌液濃度 好 12
、飽和 分析、定期更換設(shè)備
異常 lO、停電 9、尾氣 無法洗 l3
、l1 洗滌泵列3．-級負荷
、停水 滌(污染)
M 高流量 l、嚴格操作規(guī)程
ore 流量 高流速 1、違規(guī)作業(yè) l、靜電多 2
、法蘭跨接、管路靜電接地
3、定期檢修
I．ess 流量 低流量 2、堵塞 2
、3 影響生產(chǎn) 4、流量計
、管道 閥門未全開 5
、管道視鏡
4、腐蝕 6、管道腐蝕
異常 5、變形· 3、泄漏 7、定期巡檢
6 8、合理固定
、破裂 9
、警示標志 ．
參考文獻
[1]王若青．胡晨．HAZOP安全分析防范介紹[J]．石油
化工安全技術(shù)，2003，(1)：19—22．
[2]中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
編．HAZOP分析指南[M]．北京：中國石化出版社．
2008．

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