HAZOP分析技术在MTBE装置设计上的应用

2018-05-09常攀

山东化工 2018年8期

常攀

(中海油石化工程有限公司，山东济南 250000)

本文主要介绍了HAZOP分析技术的主要过程及其在MTBE装置设计过程中的运用。

1 HAZOP分析简介

HAZOP(Hazard and Operability Study)指危险性与可操作性研究或危险性与可操作性分析(HAZOP analysis)。HAZOP分析方法是英国帝国化学工业公司(ICI)为解决除草剂制造过程中的危害，在20世纪70年代提出的一套以引导词(guide words)为主体的危害分析方法，用来检查设计的安全以及危害的因果来源[1]。经过几十年的发展，该分析技术已经成为石化行业风险分析系统应用最为广泛的方法之一。

HAZOP分析具体运用到化工装置设计过程中，一般在基础设计后期和详细设计阶段分别开展。基础设计阶段主要针对工艺流程分析，详细设计阶段主要针对成套设备和重大的变更[2]进行分析。

1.1 HAZOP分析实施过程

设计阶段HAZOP分析是将工艺流程图(P&ID)划分为若干个分析节点，然后用引导词找出过程中的危险及潜在风险偏差，并对偏差产生的原因、导致的后果及现有控制措施等进行分析，根据分析结果评估所有安全措施的充分性，检查强制性标准规范在设计中的执行和落实情况，提出针对性建议措施。

图1 HAZOP 分析流程图

表1 HAZOP分析常用的偏差及引导词[3]

1.2 设计阶段HAZOP分析的作用

设计阶段HAZOP分析的主要目的是对设计工况、报警、控制系统、连锁系统、安全泄放设施、操作程序等各方面进行检查，检查设计标准、规范等落实情况，在设计过程中是否已经把风险降低到可接受的水平，同时识别操作过程中存在的危害和不可接受的风险情况，提出相应的控制措施。

2 HAZOP分析在MTBE装置设计上的应用

2.1 工艺流程简介

选取MTBE装置反应、催化蒸馏、甲醇萃取和回收三个工段进行分析。

2.1.1 反应工段

界区外来的抽余碳四经过滤器及聚结器后进入C4原料罐，然后升压送至C4-甲醇混合器进行充分混合。外来的甲醇升压、过滤后一路送至混合器与C4进行充分混合；另一路作为补充，进入催化蒸馏塔Ⅱ反应。

C4原料和甲醇在混合器中充分混合后，经加热后与反应外循环泵出口的反应物料混合进入反应器顶部进行醚化反应。反应物料从反应器底部流出后，经循环冷却器冷却，然后分两路，一路由反应循环泵升压进入外循环混合器；另一路进入第二反应器顶部，在反应器中深度转化。

2.1.2 催化蒸馏及产品分离工段

反应物料从第二反应器底部流出后，经压力控制进入催化蒸馏塔进料，与MTBE产品换热后进入催化蒸馏塔Ⅰ顶部。经过催化蒸馏塔Ⅰ提馏，将MTBE与未反应的C4原料和甲醇等物质分离。催化蒸馏塔Ⅰ的塔底出料为MTBE产品，该物流进入催化蒸馏塔进料-MTBE产品换热器与第二反应器出料换热后再进入MTBE产品冷却器，冷却后送往MTBE产品罐区。催化蒸馏塔Ⅰ塔顶蒸出的催化蒸馏塔中间气体进入催化蒸馏塔Ⅱ底部。

2.1.3 甲醇萃取和甲醇回收工段

反应剩余甲醇与未反应C4的共沸物，从催化蒸馏塔回流罐中抽出，一部分回流，另一部分送入甲醇萃取塔。未反应C4从塔顶排至未反应C4罐，用泵升压后经C4过滤器和聚结器送至外装置处理。

甲醇回收塔顶馏出物为甲醇、微量水和烃的混合物，经塔顶冷凝器冷凝后进入回收塔回流罐。回流罐顶不凝气体经压力控制阀放至火炬分液罐。回流罐内冷凝液用回收塔回流泵抽出，其中大部分用作回收塔的回流打入塔顶，一部分送至甲醇原料罐循环使用。