HAZOP分析在甲醇储罐中的应用

孙东锋，刘　辉

(航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司，甘肃　兰州　730010)



化工机械

HAZOP分析在甲醇储罐中的应用

孙东锋，刘辉

(航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司，甘肃兰州730010)

通过HAZOP分析对内浮顶型甲醇储罐进行安全评估，能够辨识出甲醇储罐的潜在危险源，操作过程中可能存在的隐患，并提出相应的建议措施保障甲醇罐区的安全运行，同时HAZOP分析能够使得分析人员对此工艺流程产生更加清晰的认识，对甲醇罐区的日常维护和安全管理提供了良好的指导作用。但是HAZOP分析的成功与否严重依赖分析人员的经验和知识，需要引入风险评价矩阵以提高分析质量和效率。

HAZOP分析；甲醇储罐；安全措施

甲醇是一种基础的有机化工原料和优质燃料，可以制备甲醛，甲胺，甲醇羰醋酸，二甲醚，酯类化合物，甲醇微生物发酵可以制造甲醇蛋白，此外还可用作防漆剂、除锈剂等，甲醇掺烧汽油，在北美和西欧已合法化[1]。

甲醇为无色透明的易挥发液体，有刺激性气味，易溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、酮类、苯等有机溶剂，闪点 11 ℃，爆炸极限 5.5%～44.0%(体积比)，自燃温度 464 ℃，最小点火能 0.215 mJ，甲醇蒸气密度比空气密度略大，储罐中挥发出的甲醇易积聚在地势低洼地带，属于甲B类火灾危险性可燃液体[2]。甲醇有较强的毒性，严重时会造成接触人员失明，职业接触限值为PC-TWA(时间加权平均容许浓度) 25 mg/m3(皮)，PC-STEL(短时间接触容许浓度) 50 mg/m3(皮)，属于中度毒性[3]。

鉴于上述原因，本文利用HAZOP分析对甲醇罐区进行了危险源辨识，分析了操作中可能存在的安全隐患，审查了是否存在设计上的缺陷以及保护措施的充分性和有效性，并在此基础上提出了相应的改进措施，为甲醇罐区的安全管理和日常运行提供了良好的指导。

1　HAZOP分析方法介绍

HAZOP分析是一种基于风险的分析方法，要求由一群具有不同专业知识背景的人员组成分析小组，通过引导词激发集体思维创新，按照审查会议的形式系统化结构化地遍历过程所有部分，识别系统中的危险剧情，最终形成可供审查的安全记录文件[4]。HAZOP分析方法1963年首次应用在英国帝国化学工业集团新建苯酚项目上，随后向整个化工行业推广，此方法一经推出，就获得了行业的广泛认可。目前，HAZOP分析是全世界安全分析应用最广发的方法之一，也是系统性和结构完整性最好的方法。

2　甲醇储罐HAZOP分析

图1　甲醇罐区流程示意图

该项目主体设备包括1个甲醇内浮顶储罐，储罐中的甲醇可作为二甲醚装置的中间储罐也可根据市场行情储存或者去装车栈台就行外售，甲醇储罐流程示意如图1所示。

2.1分析原则

2.1.1原因到原因

HAZOP的记录形式一般有从“原因到原因”和从“偏差到偏差”两种，相比于从“偏差到偏差”的分析方法，“原因到原因”的记录形式能够减少歧义，便于审查，记录表中的原因，后果，保护措施及建议措施有准确的对应关系，本文采用“原因到原因”的记录形式。

2.1.2后果优先法

通过后果优先的原则审查以参数和引导词组成的偏差是否有效，依据团队成员的经验初步判断后果的严重程度，确定偏差是否需要进行分析。

2.1.3可信的最严重后果

在不考虑保护措施的前提下，分析该偏差可能产生的所有后果，找出可信的最严重后果。

2.2分析步骤

2.2.1节点划分

在进行HAZOP分析时，将复杂的工艺系统按照工艺流程的自然顺序，从进入PID的管线开始，直到工艺条件的改变，或者设计意图的改变，或者下一个设备划分成若干个相对简单的子系统，便于集中精力进行讨论。本文以甲醇储罐作为主体设备，将甲醇储罐及其附属管道作为一个节点进行分析。

2.2.2确定有效偏差

对于每一个节点，分析小组选择合适的工艺参数，比如流量，温度，压力，液位等，利用引导词考虑偏离正常运行操作的变动进行分析，引导词一般有高，低，无，多，少，早，晚等，将参数与引导词进行组合即为偏差。

2.2.3偏差分析及改进措施

确定有效偏差后，描述事故剧情，找出引起该偏差的所有原因，分析该原因可能导致的各种后果，在假设所有保护层失效的前提下，寻找可信的最严重后果，初步判断现有的安全措施是否能够将事故后果降到可接受范围内，必要时提出相应的建议措施，然后继续下一个偏差分析，直至遍历本次工艺系统内所有节点的所有偏差，HAZOP分析流程如图2所示。

图2　HAZOP分析流程

2.3风险分析结果

表1　甲醇罐区HAZOP分析结果Table 1　The result of HAZOP risk analysis in methanol tank

依据上述描述的HAZOP分析步骤，针对该甲醇罐在连续进料和出料工况下HAZOP分析结果如表1所示。

2.4结果分析

运用HAZOP 分析方法对甲醇罐区的安全设计和生产操作进行了分析，通过参数+引导词组合的方式对于甲醇罐区的流量，液位，温度，压力等关键参数进行了事故剧情描述并提出了相应的建议措施，分析结果表明在甲醇罐区的生产运行过程中，现有的安全措施基本符合设计意图，对于事故的发生可以起到一定的阻止和减缓作用，但是也存在一定的安全隐患。当浮顶沉入罐底时，如果浮顶和甲醇液面之间长时间存在气相空间，甲醇没有及时达到安全液位，这时就容易混入空气，倘若罐内温度过高或者存在火源就会引起爆炸，造成人员伤亡和财产损失。为了避免事故发生，本次分析建议增设罐内视镜和安全仪表系统，同时需要加强巡检和人员安全培训。

3　结　语

(1)本文通过HAZOP分析对甲醇罐区进行了安全评价，能够辨识出甲醇储罐的潜在危险源，操作过程中可能存在的隐患，并提出相应的建议措施保障甲醇罐区的安全运行，同时HAZOP分析成果使得分析人员对于此工艺流程有了更加深刻的认识，对于甲醇罐区的日常维护和安全管理提供了很好的指导作用。由此可见，HAZOP分析是一种系统性和结构化的风险分析方法，对于提高甲醇罐区的安全运行具有重大作用。

(2)HAZOP分析的成功与否很大程度上决定于HAZOP分析主席的知识，经验和协调组织的能力，以及团队成员的经验和配合，有必要在分析会议前对团队成员进行培训，加强协作，保证分析质量[5]。

(3)HAZOP分析虽然具有系统性结构性等优点，但是严重依赖分析人员的经验和知识，具有很大的主观性，属于定性分析，对于后果的严重程度和安全措施的有效性无法给出定量评估，需要通过风险矩阵等形式改进HAZOP分析方法，或者与其他安全评价方法结合以提高分析质量和效率。

[1]宋毅.甲醇储罐区火灾后果危险性评价[J].广州化工,2015(5):233-235.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50160-2008 石油化工企业设计防火规范[J].北京:中国计划出版社,2008.

[3]中华人民共和国卫生部.GBZ 230-2010 职业性接触毒物危害程度分级[J].北京:人民卫生出版社,2010.

[4]张斌,赵东风,周乐平,等.HAZOP分析技术改进研究[J].中国安全科学学报,2007(10):160-164.

[5]李娜,孙文勇,宁信道. HAZOP、LOPA 和SIL 方法的应用分析[J].中国安全生产科学技术,2012(5):101-106.

Application of HAZOP Risk Analysis in Methanol Tank

SUN Dong-feng, LIU Hui

(Lanzhou Brach, Changzheng Engineering Co., Ltd., Gansu Lanzhou 730010, China)

The safety evaluation of the inner floating roof type methanol tank was carried out by HAZOP risk analysis. The results can recognize the potential hazards of methanol tank and the potential dangers in the process of operation, while the corresponding suggestion measures were put forward to ensure the safe operation of the methanol tank. In addition, HAZOP risk analysis can make participants to produce a clearer understanding of the process and provide a good guidance for the routine maintenance and the safety management of methanol tank. In addition, it was necessary to introduce the risk evaluation matrix to improve the quality and efficiency of the analysis, because the success of HAZOP risk analysis depended on heavily the experience and knowledge of the analyst.

HAZOP; methanol tank; safe measures

孙东锋(1988-)，男，工程师，从事化工设计及安全分析工作。

TE65

B

1001-9677(2016)014-0156-03