HZAOP分析在氯化反应中的设计与应用

周明艳

(中化二建集团有限公司，江苏 南京 210000)

1 概述

HAZOP分析方法是由一个包含不同专业的工作小组共同完成。通过整个小组的共同讨论(“头脑风暴”)来确定工艺系统潜在的与安全或生产关联的危害。

HAZOP分析的特点是由各专业技术人员组成分析小组，以“分析会议”的形式进行。会议期间，在分析小组组长的引导下，使用一套核心引导词，对系统的设计进行全面、系统地检查，识别对系统设计意图的偏差[1]，并针对每一种偏离设计原有意图的情形讨论它的原因和后果，并且评估在现有的安全保障措施下，该情形可能带来的风险，如果认为现有的安全保障措施不足以将风险降低到可以接受的水平，则需要提出更多的危害控制措施，即改进意见。

根据《危险化学品目录》(2015版)氯属剧毒化学品；根据《首批重点监管的危险化学品名录》(安监总管三[2011〗95号)的规定氯属重点监管的危险化学品；根据《国家安监总局关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》(安监总管三[2009〗116号)的规定氯化反应是危险化工工艺。另生产、使用氯气的车间(作业场所)，空气中氯气含量最高允许浓度为1mg/m3[2]。因此，新建的氯化反应项目必须按要求设计安全仪表系统。

本文以氯化反应工艺为例，描述了HAZOP分析方法、程序以及得出的结论，其结论对相似工艺的工厂设计与实际生产有指导作用。基于氯气的高度危害性，本文从安全角度出发对氯化反应项目所采取的安全仪表系统给出了建议。

2 工艺流程描述及特点

2.1 液氯汽化

从液氯钢瓶来的液氯通过铜管接入汽化器，经温水加热后生成氯气，温水温度≤40℃，气化后的氯气进入氯气缓冲罐，经稳压后通入氯化釜。

2.2 氯化反应

二氯甲烷加入氯化釜，釜温降至-20℃时，一次性加入双乙烯酮，釜温降至-25℃后，匀速通入氯气进行氯化加成反应，生成氯乙酰基乙酰氯，保温10min。

反应方程式如下：

3 HAZOP分析

3.1 分析节点

本文分析所依附的液氯汽化与氯化反应流程简图见图1。

本文对氯气缓冲罐出料管线到氯化反应釜物料出口的节点范围进行分析。

图1 液氯汽化与氯化反应流程简图

3.2 分析结果及结论

表1列出氯化反应的部分HAZOP分析结果。

表 1 节点 HAZOP安全评价分析报告记录表

4 过程控制与安全仪表系统

随着信息技术的飞速发展，当前，DCS系统在煤、电、化工等工艺领域应用广泛，它大大减轻了工作人员的工作强度，也提高了工作效率。

安全仪表系统独立于基本过程控制系统(如DCS)，独立完成仪表安全功能[3]。

基于HAZOP分析会议的讨论结果，液氯气化与氯化反应主要设置了如表2所示SIS系统。

表2 SIS系统控制点情况表(部分)

5 结论

本文采用HAZOP分析的方法，充分考虑了生产过程中的多种可能存在的危险有害因素、薄弱环节、生产状况，并给出了防范措施以及结果。

其分析结果有助于设计人员从源头上提高工艺安全性，减少事故，同时也有助于企业认识危险、落实相应的对策措施。