HAZOP分析法在SBS生产装置中的应用

简 力庞 勇 天津乐金渤天化学有限责任公司 天津300452

1 HAZOP分析概述

HAZOP(Hazard and Operability Study)危险与可操作性分析是一种系统化的定性(定量)分析流程潜在危害的过程安全分析方法［1］。通过分析生产运行过程中工艺状态参数的变动、操作控制中可能出现的偏差及这些变动与偏差对系统的影响和可能导致的后果，找出出现变动和偏差的原因，识别出设备或系统内及生产过程中存在的潜在危险、危害因素和操作性问题。针对变动与偏差的后果提出合理的保护措施，从而减少事故发生的频率。

HAZOP分析的基本过程是以引导词为引导，将连续的工艺流程分成许多的节点，针对每一个分析节点，列出可能导致工艺或操作上偏离正常工作条件的偏差，确认产生偏离的原因，分析每一个原因会造成的最终结果，然后对问题的严重性和现有安全设施的充分性进行评估，并提出应该采取的安全保障措施。

HAZOP分析流程见图1。

2 HAZOP分析法在SBS生产装置上的应用

2.1 分析前准备

(1)分析目的:SBS生产装置自2010年10月试生产以来，通过近3年的实际运行暴露了一些原有设计上的缺陷，出现过操作控制方面的生产事件，通过本次HAZOP分析，重点识别生产过程中潜在的危险、有害因素，产生偏差原因、后果，进行风险辨识，提出建议措施。

图1 HAZOP分析流程图

(2)分析范围:确定SBS工艺装置作为HAZOP分析的范围，因此只针对生产装置的储存、精制、聚合三个区域进行分析研究。

(3)分析侧重点:对于新建和在役装置HAZOP分析的目标应有侧重，新建装置重在进行危险分析，把重点放在安全相关的危险分析上考虑操作性问题较少;而在运行装置重在可操作性分析上，着重分析工艺系统是否能够实现安全操作、是否会导致产品质量问题或影响产品收率等方面，关注较重大的操作性问题。现SBS生产装置已运行近3年，因此本次HAZOP分析的目标侧重于对操作方面的偏离分析。

(4)分析小组人员确定:由厂长、安全工程师、生产工程师、生产值班长、仪表工程师、机械工程师等七人组成，鉴于HAZOP主席对HAZOP分析会议有着举足轻重的影响，应熟悉HAZOP评价方法，有综合专业特长和丰富的化工行业工作经历，善于把握分析深度和进度，具备一定的组织协调能力，所以本次分析确定由厂长担任HAZOP主席。

(5)资料准备:PFD图、PID图、设备布置图、DCS逻辑图、操作规程、生产事故档案等相关资料。

(6)人员教育:邀请外部专家对公司相关人员进行HAZOP分析法培训。

2.2 具体分析

2.2.1 指导参数与引导词

在对装置进行分析准备时，分析小组对所用引导词及参数进行了充分讨论，最终确定了引导词的种类，在具体节点分析过程中，对所在节点涉及到的参数(工艺与概念性参数)逐个分析，确定了压力、温度、流量、液位、搅拌和冷却等关键参数。在SBS装置中HAZOP分析采用的引导词见表1。

表1 在SBS装置中HAZOP分析采用的引导词

2.2.2 SBS生产装置简介

SBS生产工艺流程由原料储存、精制、聚合、掺混、溶剂回收、后处理及包装等工艺单元构成，见图2。

图2 SBS生产工艺流程图

溶剂、苯乙烯及丁二烯由储罐区输送到精制区经脱水、脱除重组分后，与催化剂、偶合剂、抗氧剂等化学品加入聚合釜，在适当的反应条件进行聚合，产品达到预定门尼粘度后，再送到掺混单元搅拌混合，再经汽提单元，回收其中溶剂，脱除的溶剂经处理后重复使用。凝聚后的SBS再送到成品后处理单元进行脱水、干燥、冷却，包装后即成为SBS产品出厂。

2.2.3 分析实例—聚合工艺苯乙烯聚合HAZOP分析

聚合控制流程见图3。

图3 聚合控制流程图

节点名称:反应釜第一段反应为苯乙烯聚合

节点范围:聚合釜

节点描述:SBS采用偶联法聚合，两段反应即苯乙烯聚合与丁二烯聚合。聚合釜内首先加入定量的溶剂及活化剂，再加入所需数量的苯乙烯、催化剂，进行第一段聚合反应，待峰值温度下降至规定温度时第一段聚合反应结束。

主要介质:环己烷、苯乙烯、活性剂、催化剂。

主要危害:泄漏、火灾、爆炸、中毒、物理爆炸等。

主要设备:聚合釜。

聚合工艺HAZOP分析会

(1)时间:2013.5.20。

(2)地点:公司生产会议室。

(3)HAZOP主席:厂长;参加人员:分析小组全体成员。

(4)会议议程:①分析聚合工艺操作问题点;②危险分析。

(5)会议结果:此节点共辨识出风险等级Ⅲ以上8项，其中Ⅳ级3项，为了降低可能存在风险，提出建议措施6项。聚合工艺HAZOP分析记录见表2。

表2 聚合工艺HAZOP分析记录表

续表2

评估风险等级是审查HAZOP分析的重要环节，通过风险矩阵确定风险等级，是分析安全措施是否有效的依据。通过风险矩阵判别事故发生频度与严重度，最终得出风险分值，明确风险可接受程度，从而提出对等建议措施。风险矩阵见表3。

表3 风险矩阵

2.2.4 HAZOP分析应用结果

本次HAZOP分析评价小组自2013年5月开始策划准备实施，历时1个月，依据工艺流程功能区及主要设备，按照HAZOP分析流程，先后划分了43个节点，制作了各节点的PID图，辨识出Ⅲ级以上风险80余项，提出改进建议36项，其中争议问题2项，经HAZOP主席决定做留后处理，待征询相关HAZOP分析专家意见，并于2013年6月形成了完整的HAZOP分析报告。通过这次HAZOP分析，公司采纳了34项建议整改项进行逐步整改，改善了原有设计、操作控制上的隐秘危险点，提高了安全生产条件，有力保证了SBS生产装置安全稳定长周期运行。

3 结语

通过此次HAZOP分析法在SBS生产装置的应用，有效地识别了工艺生产过程中的潜在危险，评价出了各类风险状况，同时提出具有针对性和操作性的建议措施，这些建议措施的提出有助于该装置安全生产条件的进一步完善。HAZOP分析法对化工装置查找工艺风险，提高装置本质安全起到了良好的示范作用。

(1)提高了装置本质安全水平。通过整改HAOZP分析中的建议项，SBS装置弥补了一些原有设计的缺陷，调整了部分程序和数值的设定，提高了装置的本质安全水平。比如在对聚合工艺HAZOP分析中，为防止两釜卸料阀意外串料，提出了对聚合釜釜底卸料阀控制程序的修改建议;为防止苯乙烯爆聚，改进了活化剂加入方式等安全措施，这些措施的落实使装置的运行风险进一步降低，从而使装置的本质安全性能得到了进一步提高。

(2)提升了管理人员对装置的驾驭能力。通过一系列的HAZOP分析会议，使生产、电仪和机械、技术等人员对装置流程更加熟悉，对装置因各种参数的偏离及开停工等因素所导致的安全风险认识更加全面，对装置工艺、设备的相关规程、预案等的全面性和可操作性得到了进一步确认。

(3)提高了风险管控水平。通过员工参与HAZOP分析，使员工辩识风险的能力和意识有所提高，对装置运行过中各种参数的偏离可能导致的风险和每种风险的防范措施更加明确，进一步提高员工的工艺风险管控水平，减少装置的非计划停车及事故的发生。

1 吴重光.危险与可操作性研究应用指南［M］.中国石化出版社，2012，8.

2 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院编著［M］.HAZOP分析指南，中国石化出版社，2008.04.

3 胡安云.如何提高HAZOP分析深度的探讨 ［J］.化工安全与环境.2013，(42)