无机盐在役生产装置HAZOP应用探讨

孙艳丽，，

（天津渤海职业技术学院，天津300402）

无机盐在役生产装置HAZOP应用探讨

孙艳丽，刘福树，王玉庆

（天津渤海职业技术学院，天津300402）

为落实石化和化学工业“十二五”发展规划，在无机盐行业率先消除安全隐患，按照危险化学品从业单位安全标准化要求及国家相关部门的安排，拟用几年时间对从事危险化学品的企业进行安全风险评估，HAZOP（危险与可操作性分析）是目前开展本工作最前沿、最先进的方法，也是相关部门重点推荐的方法。介绍了该方法的基本流程，并用一个双氧水生产过程中的事故案例，说明了HAZOP对无机盐在役生产装置进行安全分析的必要性和有效性。

无机盐在役生产装置；安全标准化；HAZOP；偏差；引导词

化学工业尤其是工艺过程安全问题突出，给国家财产和人民生命造成严重影响。无机盐工业的安全形势也不容乐观，事故案例亦很多。日前，国家安监总局公布了2012年工作要点，其中要求推进企业安全生产达标创建，总结推广先进经验，确保各行业达标工作按计划进行。根据AQ3013—2008《危险化学品从业单位安全标准化通用规范》5.2.2规定：“企业应根据风险评价准则，选定合适的评价方法，定期和及时对作业活动和设备设施进行危险、有害因素识别和风险评价。企业在进行风险评价时，应从影响人、财产和环境安全等3个方面的可能性和严重程度进行分析”。由此可见，对有大量危险化学品存在的无机盐生产装置进行风险评价，不但是“十二五”发展规划的必要，也是安全标准化企业之所需。

1 HAZOP简介

中国自20世纪70年代开始从国外引入风险评价和系统安全的概念，80—90年代是消化接受和形成规范期，90年代之后逐渐发展成熟。目前，化工装置的安全评价方法分为两类：定性分析法和定量分析法，有的方法介于两者之间。种类有多种，包括工作危害分析（JHA）、预先危险性分析（PHA）、安全检查表（SCL）、故障树分析（FTA）、失效模式与影响分析（FMEA）、作业条件危险性分析（LEC）、危险与可操作性分析（HAZOP）等。

对于现行的在役装置，由于彼时采用的技术规范和要求落后，安全审查标准较低，随着运转时间的不断增加，危险因素也在一定程度上加大累积，随时都有发生事故的可能。通过对以上各种安全评价方法进行调研、比较发现，运用HAZOP对现行在役装置进行分析，既可以系统地梳理出较大危险源，并比照GB18218—2009《危险化学品重大危险源辨识》的相关条款，对符合重大危险源条件的，按AQ3013—2008中5.5.2的规定，做好建档和预演等工作，也能对较小的危险点逐一排查，彻底消灭各种隐患，从根本上降低风险。

HAZOP（Hazard and Operability Analysis）是英国帝国化学公司（ICI）为解决除草剂制造过程中的危害，由化学工程师T克莱兹（现为美国德州A＆M大学资深教授）于20世纪60年代早期提出，在ICI公司内部探索和应用了10 a之后，才在英国普及、推广并应用。从1983年开始，HAZOP成为英国化学工程专业学位的必修课之一，现已在许多国家广泛应用于生产工艺的分析过程。该方法是以引导词（Guide Words）为主体，通过各个专业具有不同知识背景的人员组成分析组，按照规定的方式对整个装置进行创造性、系统性研究，分析偏离工艺条件的偏差所导致的危险性和可操作性等问题，是集体智慧的结晶。这些偏差由引导词引出，使用引导词可以保证参数的完整性而不致于遗漏可能引起偏差的任何原因，引导词还可以激发人的创新思维能力。分析组对每一个有意义的偏差都进行分析，如可能的原因、导致的后果、已有的安全保护、应采取的措施等。HAZOP是一个系统工程，在其实施过程中，可以用尽所有引导词，遍历所有工艺过程，是现代工业发展的产物。虽然有时候一个人也可以完成整个过程的分析，但是这种分析不是HAZOP。成功的HAZOP需要所有参加人员按照一定的程序，采用系统的方法，从各自的专业出发，自由陈述观点，相互促进，开拓思路，识别更多问题。充分利用小组成员的专业技术能力和其洞察力，对有关图表及有关数据分析研究，评估危害性，确定可操作性。

国外工程公司及商业公司多有自己的HAZOP团队，掌握HAZOP已经成为化工工程师的一项基本素质，能保证定期对在役装置进行有效的风险分析。如壳牌公司明确规定，对现有在役装置每5 a进行一次HAZOP分析。但是，中国与HAZOP工作相关的法律、法规及标准、规范尚不完善，人员建设亦处于初级阶段，目前只有中石油与中石化正在积极推进对现有在役装置进行HAZOP工作。如中石油《HAZOP工作管理规定》指出：1）在役装置原则上每5 a进行一次HAZOP；2）装置发生与工艺有关的较大事故后，应及时开展HAZOP；3）装置发生较大工艺设备变更之前，应根据实际情况开展HAZOP。随着时间的推移，HAZOP因涵盖全面，既能对危险性较大的生产单元、工艺和操作过程做出风险评价，评出风险等级，也能对工艺参数发生偏离时可能导致的事故进行风险防范与提出对策，确保人身和装置的安全。在事故的防控方面优势凸现，业有很多企业主动要求对在役装置进行HAZOP，以期做到防事故于未然。但是，资料表明，中国无机盐行业的在役装置尚未有大范围HAZOP企业。笔者认为，无机盐行业也应随石油、石化的先行先试而动，推广HAZOP，以杜绝在役无机盐装置生产事故的发生。

2 HAZOP流程

HAZOP过程由5个步骤组成：确定分析对象，组织分析小组，对每个节点及节点内的工艺参数进行分析讨论，编制分析结果报告，纠正偏差或组织实施。

HAZOP既适用于设计阶段，也适用于现有在役生产装置；既适用于连续生产过程，也适用于间歇生产过程。设计阶段的HAZOP主要用于识别工艺过程中存在的潜在危害，识别风险状况；现有在役生产装置HAZOP主要用于识别操作过程与工艺参数的偏差，找出纠正偏差的方法，提升操作水平。对于连续生产过程，分析对象一般确定为管道及附件，通过对管道内物料产生偏差的分析，查找系统的危险；对于间歇生产过程，分析对象一般确定为设备及附件，除确定工艺状态及参数产生的偏差外，还要考虑操作顺序等因素带来的偏差。其中几个术语的定义如下。

1）工艺参数。与过程有关的物理和化学特性，主要有两类：一类是概念性工艺参数，如反应、操作、时间、混合、分离等；另一类是具体的工艺参数，如温度、压力、流量、液位、黏度、速度等。

2）节点。即单元，是指具有确切边界的设备及其附件、两设备之间的管线及其管件、操作步骤等。常见的节点类型有：泵、反应器、储槽、储罐、塔、压缩机、风机、加热炉、换热器、管线、软管、阀门、阻火器、呼吸阀、操作程序、安全规程等。

3）引导词。用于定性或定量设定工艺指标的简单词语，引导识别工艺过程的危险。HAZOP常用引导词见表1。

表1 HAZOP常用引导词

4）偏差。分析小组使用引导词系统地对每个分析节点的工艺参数进行分析后，发现的偏离工艺指标的参数，其形式通常是“引导词+工艺参数”，见表2。

表2 偏差

5）HAZOP小组。成员一般由5～7人组成，其中包括工艺工程师1名，要求熟悉工艺流程并有一定的设计基础，可进行程序模拟工作；仪表工程师1名，要求具备控制系统知识，有仪表选型的能力；设备工程师1名，要求在设备设计和设备材料应用方面有丰富的经验；安全工程师1名，要求了解安全专业的法律、法规，熟知标准、规范的应用范围；其他人员包括电气工程师、维修工程师等。

HAZOP流程如图1所示。当HAZOP的偏差确定为不可以接受时，开始研究形成偏差的原因以及造成的后果，并制定纠正偏差的安全措施。当HAZOP的偏差确定为可以接受时，返回节点进行其他偏差的分析，循环至所有偏差都分析完毕时结束。

图1 HAZOP流程图

3 HAZOP案例

2012年2月，某双氧水生产企业发生储罐爆炸事故，原因为：环境温度低于0℃，阻火器发生冰塞，设计时没有考虑压力高位报警器，所以未被发现；同时，为保证储罐内2-乙基蒽醌不析出，加热盘管蒸汽通量过大，导致罐内温度过高（超过50℃）。虽然设有温度远传显示，然而其中重芳烃的闪点（40～44℃）长期被操作工人忽视，又没有温度高位报警器，而且历次安全表检查也未发现该隐患，企业一直处于高枕无忧的麻痹状态。一旦外部情况符合爆炸形成条件，事故便成为必然。

双氧水的危规号为51001，属5.1类氧化剂，能与可燃物反应释放出大量热量和氧气，导致可燃物着火、爆炸。能与许多有机物、石油产品等形成爆炸性混合物，在撞击、受热或电火花作用下能发生爆炸。质量分数超过74%的过氧化氢，在具有适当的点火源或温度的密闭容器中，能产生气相爆炸。

现在工业规模生产双氧水的主要方法是2-乙基蒽醌（EAQ）法，即：2-乙基蒽醌在一定温度、压力和催化剂的作用下与氢气反应生成2-乙基氢蒽醌，2-乙基氢蒽醌在一定温度、压力下再与氧发生氧化还原反应，生成2-乙基蒽醌和过氧化氢。更重要的是，生产中的危险因素不仅存在于双氧水产品中，还有原料储存的危险、工艺过程的危险等诸多因素，稍有不慎，后果不堪设想。

针对发生上述事故的循环储罐进行HAZOP：1）确定分析节点，即2-乙基蒽醌（含双氧水和重芳烃等）循环储罐（内设盘管通蒸汽加热）；2）设计工艺指标，即储存温度为25～35℃，储存压力为大气压；3）选择引导词，即MORE（超过）；4）工艺参数，即TEMPERTURE（温度），PRESSURE（压力）；5）偏差，即温度高、压力高；6）后果，即燃烧、爆炸；7）原因，即加热过量，温度超出重芳烃闪点，在一定浓度下发生爆炸；8）已有的安全保护，即现场及远传温度指示仪等。分析结果见表3。

根据HAZOP列表，危险因素完全暴露出来，所有的安全隐患一目了然。之后再用其他引导词建立有意义的偏差如液位高、液位低、压力低、温度低或概念性的偏差等，同样会发现以前不了解或忽视的其他不安全因素。通过采取必要的措施，可以最大限度地实现本质安全生产。

表3 分析结果

如果该企业事先对本装置进行HAZOP，接受措施建议中的“多组分工艺分析”，调整重芳烃的闪点并清楚写入工艺操作规程，及时增加报警器等，完全可以避免本起事故的发生。

4 结语

HAZOP对在役无机盐装置确有实际意义，可以发现掩藏在貌似正常生产背后的隐患，有效防止事故发生。当然，并不是说有了先进的HAZOP，而且采取了分析后的建议措施，就没必要做其他风险分析，安全检查表等也已落伍。各企业还要结合实际，充分发挥各种方法的作用，相辅相成地进行各种安全评估，把安全工作做扎实做透彻，提升本行业生产的本质安全水平。

联系方式：sunyanlisun@sohu.com

Discussion on application of HAZOP in inorganic salt plants in-service

Sun Yanli，Liu Fushu，Wang Yuqing
（Tianjin Bohai Vocational Technical College，Tianjin 300402，China）

s：In order to carry out the‘12thFive-Year’development program of petrochemical and chemical industry and cancel hidden dangers in inorganic salt industry at first，safety risk assessment will be conducted for the enterprises，which engaging in the business of dangerous chemicals，according to requirements of Safety Standardization for Enterprises of Hazardous Chemicals as well as stipulations of related departments，in the next several years.HAZOP（Hazard and Operability Study）is the most advanced and vehemently recommended method by government departments for doing this work.Basic process of HAZOP was introduced and the necessity and effectiveness of using HAZOP to evaluate in-service inorganic salt plants were also described by giving an accident case in a hydrogen peroxide production.

in-service inorganic salt plants；standardization of safety；HAZOP；deviation;guide word

TQ05

：A

：1006-4990（2012）06-0046-03

2012-03-12

孙艳丽（1965—），女，学士，高级工程师，从事化工工艺设计及设备管理工作。