HAZOP分析在分子筛合成装置中的应用

吕 爽

(南京生物医药谷建设发展有限公司，江苏南京 210061)

HAZOP分析在分子筛合成装置中的应用

吕 爽

(南京生物医药谷建设发展有限公司，江苏南京210061)

运用HAZOP方法，对某企业分子筛合成装置进行危险性辨识，分析了合成反应中有意义的偏差以及偏差发生的原因、可能导致的后果，并提出相应的对策措施。采用HAZOP分析方法不仅可有效地识别工艺中的风险，找出偏差的原因，而且可以提出改进建议，为消除装置安全隐患提供依据。

HAZOP 偏差 节点 分子筛合成装置

1 HAZOP技术简介

1.1 HAZOP概述

HAZOP作为一种系统化、结构化的危害识别工具已经广泛用于识别装置在设计和操作阶段的工艺危害。它是一个程序化的、正式的、系统的审查过程，可以评估装置潜在的设计失误或误操作，以及其对整个装置运行的影响[1]。

对于非标准化的设计，相比其他风险辨识技术(如设计审查或检查表)，HAZOP具有重要的作用。

工艺生产设施的新建、改建项目应进行HAZOP分析。同时，对已投用设施，自投产之日起，应每隔3～5年，或工艺参数变更时，应用HAZOP分析方法，对其进行安全分析。

已有工艺生产设施变更的改建项目，应于设计阶段完成HAZOP分析；对与工艺生产相关的新建项目，原则上应于初步设计阶段完成第一次HAZOP分析；如后续有较大变更，应于详细设计阶段重新进行HAZOP分析。

目前，HAZOP分析方法以其分析全面、系统、细致等突出特点已经被广泛应用于石油、石化等过程的工艺危险性分析。

1.2 HAZOP分析内容

HAZOP分析主要针对被分析对象所涉及的管道、仪表流程图(P&ID)和相关文件进行安全审查。HAZOP分析是对已有工艺方案的审查，是一种风险辨识的方法，不能通过HAZOP分析解决设计问题[2]。

分析内容包括：①审查设计文件，对故障或误操作引起的任何偏差可能导致的危险进行分析，考虑该危险对工作场所人员和公众、对场地、设备或环境的各种可能影响；②审查设计中已有的预防措施或安全措施，是否足以防止危险的发生，或者是否可以将其后果降至可接受的水平；③核查与其他装置之间接口界面的安全性；④确保可以安全地开/停车、安全生产、安全维修；⑤根据风险矩阵，综合分析小组意见，对偏差进行风险分级。

1.3 人员组成

HAZOP分析由一组具有不同专业背景的人员，以会议的形式，应用头脑风暴方法，对工艺过程中危险源和可操作性等问题进行分析研究。分析小组成员应具有足够的知识和经验。成员来自设计方、业主方、承包商，包括设计人员、工程师和有运行经验的操作人员[3]。

1.4 HAZOP工作流程

HAZOP分析的工作流程见图1。

图1 HAZOP分析工作流程

HAZOP执行工作分为HAZOP分析和HAZOP建议关闭两个阶段，分别形成HAZOP分析报告和HAZOP关闭报告。HAZOP分析报告包括上述流程图中步骤1～13的内容，HAZOP关闭报告一般由业主根据HAZOP分析报告及责任方对建议措施的落实关闭情况进行编制。

2 分子筛合成装置的HAZOP分析

2.1 流程概述

分子筛合成反应工艺流程见图2。

计量后的物料根据催化剂制备工艺的要求，先后加入分子筛反应釜中，并搅拌成胶。成胶时间约24 h，温度小于75 ℃。成胶结束后，对分子筛反应釜逐步加温升压，进行晶化反应。分子筛反应釜操作温度约为150～250 ℃，压力1.6～3.2 MPa。升温、恒温一段时间后，需对分子筛反应釜降温。整个晶化时间约72 h。分子筛反应釜的供热由一套导热油系统提供，每台分子筛反应釜配备1台电加热器、1台导热油循环泵和1个膨胀槽。导热油系统还配有热油中间槽、热油槽和导热油地下接收槽及热油泵。

反应结束后需将分子筛反应釜的物料冷却。装置设计了油冷却器，油冷却器可以将分子筛反应釜内温度在较短的时间里降至80 ℃左右。

2.2 节点划分

HAZOP分析将根据一版供HAZOP审查的P&ID图纸进行。

每张P&ID上节点的划分，应保证HAZOP审查详细、全面、有效。HAZOP分析的节点应取得小组成员的一致认同。

本次HAZOP分析将分子筛合成装置反应部分划分为2个分析节点。确定的HAZOP分析节点及节点描述见表1。

图2 分子筛合成反应流程

表1 分子筛合成部分HAZOP分析节点

2.3 HAZOP分析使用的偏离

分析每个节点时，都应将引导词与适当的工艺参数组合，以生成偏离设计意图的偏差。HAZOP分析使用的偏离说明见表2。

表2 偏离说明

2.4 记录研究结果(表3、4)

通过表3和表4可以看出，反应压力、流量、设备损坏、有机胺泄漏等对装置运行有很大的危险性，容易导致爆炸事故，因此操作人员对这些偏差应引起特别重视。

2.5 建议落实情况

表3 分子筛合成部分01节点HAZOP分析记录

表4 分子筛合成部分02节点HAZOP分析记录

对于HAZOP分析小组提出的建议措施，明确了具体的响应方(个人或部门单位)，由响应方负责对建议措施进行响应。

果因任何原因导致建议不能实施，需要记录理由。对所接受的建议制定下一步行动计划，保证所有建议都落实。因此所有的理由和行动计划都应该存档以备今后HAZOP管理。

本次HAZOP分析的建议措施均得到采纳。通过这些措施，降低了导热油部分的用电等级负荷，提高了晶化反应釜的安全性能，增加了对泵的保护措施，并减少了采样等对环境和人员的危害。从而减少了危害的发生或使后果降至可接受的水平。

3 结语

通过对分子筛合成装置的HAZOP分析，能够使设计和操作人员全面系统地识别出工艺设备、工艺流程及生产过程中存在的潜在风险，并根据危险带来的后果采取针对性的措施进行控制，对预防和减少事故具有重要意义。HAZOP分析及早预见险情并在设计阶段将防范措施考虑进去，节省因设计变更以及装置开工后进行变更而造成的巨大投入，最大程度地降低对经营工作造成的影响和干扰；有利于增加工艺装置按设计预期运转的可能性，提高生产操作的可靠性，减小各种负面影响，并提高产品质量。

[1] 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院．HAZOP分析指南[M]．北京：中国石化出版社，2008.

[2] 吴重光. 危险性与可操作性(HAZOP)基础及应用[M]．北京：中国石化出版社，2012.

[3] AQ/T 3049-2013 危险与可操作性分析(HAZOP分析)应用导则[S].

TheApplicationofHAZOPAnalysisinMolecularSieveSynthesizer

Lv Shuang

(Nanjing Biological Medicine Valley Construction Development Co., Ltd., Jiangsu, Nanjing 210061)

The HAZOP was used to identify the risk of molecular sieve synthesis equipment. The meaningful deviation of the synthesis reaction and the cause of the deviation were analyzed, and the possible countermeasures were put forward. Using HAZOP analysis method not only can effectively identify the risks in the process to find out the reasons for the deviation, but also to improve the proposal to provide a basis to eliminate hidden dangers of the device.

HAZOP; deviation; panel point; molecular sieve synthesizer

2016-11-08

吕爽，工程师，2008年毕业于南京理工大学环境工程专业，硕士学位，主要负责高新区医药谷安全环保消防规划。