氨分解制氢装置的HAZOP分析

杨文良(上海加力气体有限公司，上海 200122)

0 引言

2019年8月12日，国家应急管理部颁布《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》(应急[2019]78号)，导则第2.4条明确规定企业涉及“两重点一重大”的生产、储存装置必须定期开展HAZOP分析。

文章根据《化工建设项目安全设计管理导则》(AQ/T 3033-2010)[1]、《危险与可操作性分析(HAZOP分析)应用导则》(AQ/T 3049-2013)[2]相关要求，对气站工艺、装置进行HAZOP分析，并提出相应整改措施，需要说明的是，本文分析结果不涉及措施的保护层分析(LOPA分析)。

1 氨分解制氢气站概况

上海加力气体限公司氨分解制氢气站主要设备由液氨储槽、氨气压缩机、紧急泄氨器、相关阀门及管道等组成，以液氨为原料，经过分解炉分解为氮氢混合气体，供客户使用。

槽车通过氨压机将液氨打入液氨储罐，液态氨从储罐流出，通过管道进入氨中间罐，再经汽化器加热后成气态，返回中间罐后再经减压阀减压，压力降至0.2 MPa(表压)，经脱硫装置脱硫净化，后经套管换热器预热后进入分解炉，在高温和触媒的催化作用下分解成氮气和氢气的混合气。混合气经与进口氨气换热后，再送回氨中间罐回收热量，同时作为液氨汽化的一部分热源，降温后的混合气再送至气体纯化器装置，去除残氨及水分，作为产品气体供客户使用。

2 氨分解制氢气站HAZOP分析评价

2.1 确定HAZOP分析目的

主要识别氨分解制氢站工艺主流程可能的设计缺陷、设备故障等可能带来的后果，包括：(1)安全/健康和环境危害后果；(2)重大的操作性问题；(3)考虑人为因素。提出控制或降低风险以及改善工艺系统操作性的措施，减小事故发生概率或减轻事故损失。

2.2 成立HAZOP分析小组

成立以装置经理、运行经理、运行工程师、工艺经理、安全经理为成员的分析小组，全面负责此次HAZOP分析。

2.3 确定HAZOP分析引导词及含义

引导词就是引导/启发人们思考的词汇，根据实际情况，本分析常用引导词及含义如表1所示。

表1 HAZOP常用引导词及其含义

2.4 偏差的构成

偏差为引导词与参数的组合，一般表示为：引导词+工艺参数=偏差，如温度偏高、流量偏小、压力偏大等。

2.5 HAZOP分析流程

分析流程如图1所示。

图1 HAZOP分析流程图

2.6 风险矩阵及风险等级划分

此次HAZOP分析所使用的风险矩阵如表2所示。

表2 风险矩阵(Risk Matrix)表

表中风险矩阵中的元素称为加权指数，也称为风险评价指数，风险评价指数是综合危险事件的可能性和严重性决定的。

最高风险指数定为1，对应的危险性事件频发，并有灾难性后果。

最低风险指数定为20，对应的危害事件几乎不可能发生，其后果是轻微的。

中间风险指数按风险等级赋值，数字等级需要根据具体对象划定，以便于区别各种风险的程度，划分的太细或太粗都不便于风险评价。

2.7 HAZOP分析记录表

本次HAZOP分析表所用的工作表如下，表格中的原因为各个偏离的所有原因，后果为各偏离的所有不利后果，现有安全措施为基础设计中已经设计的安全保护措施，建议措施为HAZOP分析过程中发现现有安全保护措施所达到的安全水平不足而建议增加的保护措施。

风险等级分析符合说明：S(Severity)-后果严重程度；L(Lilelihood)-发生的可能性；R(Risk Ranking)-事故风险等级。

2.8 HAZOP分析结论

通过HAZOP分析，总计提出了10条建议措施，如表3所示。

表3 建议措施

3 总结

通过本次对气站HAZOP分析，我们辨识出了装置缺少SIS系统、部分安全联锁缺失等安全隐患，这些将会是公司下一阶段安全整改的重点，消灭这些安全隐患，将会极大地提升现场安全管理水平，极大地保证气站安全生产。

另从本项目分析HAZOP分析过程，以下经验供大家参考，以便组织HAZOP分析：

(1)成立各专业骨干为主的评价组，由具有丰富工艺经验或安全经验的人员作为负责人组织实施；

(2)评价组成员必须以完整的工艺流程图为主，同时熟悉相关仪控等图纸；

(3)划分分析节点必须清晰具体和便于分析；

(4)分析结果的边界必须定义清楚。

4 结语

当前我国安全生产形势依然严峻，近一段时间化工事故频发，化工是国家安全监管的重点行业，而化工厂本身存在较多的危险化学品、危险化学反应甚至重大危险源，若能从设计阶段就查找出系统工艺及操作方面安全缺陷，并采取针对性安全措施进行解决，将会极大地提高装置安全水平，显而易见，HAZOP分析方法是一种非常好的分析评价方法，希望化工行业各位同行能运用好该方法，更好地提高化工工艺装置的安全程度。