试析HAZOP分析方法在石油化工生产装置中的应用

摘要：HAZOP的分析方法致力于危险与可操作性为切入点，是一种广泛应用在危险性评估方面，将石油化工作为评价的载体，其特点在于定量、定性的分析和评价，对于生产装置和生产工艺时的探明和危险分析寻找解决办法。对于生产过程中工艺状态的变化进行分析，控制生产中出现的工艺状态波动，以及工艺状态的波动对于生产的影响及导致的后果，分析出现偏差的原因，以此确定设备和系统内在生产过程中存在的主要危害因素，并根据这些因素所造成的后果提出可行性措施。

关键词：HAZOP分析方法;石化生产;措施

一、HAZOP分析方法概述

1.1 HAZOP分析方法的研究目的

根据生产的工艺流程、生产参数、操作步骤、安全因素等方面考虑，通过HAZOP分析方法，在石油化工的聚丙烯装置生产过程中探寻存在的安全隐患因素，试图找到设计、生产过程、操作步骤上的缺陷，为装置的平稳运行和后续的隐患查找、整改提供有效指导。

1.2 HAZOP分析方法的使用条件

在装置使用HAZOP分析方法前，人员必须同意以下的使用限制条件，因此通过分析进料到出料的整个流程即可。

（1）本次文章的研究仅是粗略的进行操作和危险性研究，因此仅仅是对主要的工艺步骤以及关键设备进行检查。为了有效的分析管道、仪表、设备的流程图，按照生产工艺过程可以分为5个部分。

（2）聚丙烯装置的整体情况

聚丙烯装置的原料来自于分离装置的炼厂气，并且根据国内成熟的工艺技术如间歇式液相法聚丙烯生产工艺，在生产工艺过程中合成均聚树脂。原先设计的生产能力为1.0×104t/a，上世纪90年代末改造后的生产能力达到1.2×104t/a。装置的工艺生产装置包括精制、聚合、闪蒸、再生四个单元，其中用到的设备包括活化剂存储罐、丙烯压缩机、聚合反应釜等，各个系统的工艺及危险性概述如下。

二、HAZOP分析方法的具体应用

2.1 活化剂

活化剂运输系统是将管线内的活化剂输送到储液罐中，管线中的活化剂为：三乙基铝，物料的特点为无色透明液体，具有强烈的霉变气味，化学反应活性高，碰到空气容易自然。当三乙基铝接触到微量氧以及水分子时，容易引起爆炸。三乙基铝对于人体的危害主要是呼吸道、眼结膜、皮肤接触，当活化剂通过这三种途径接触到人体时，会产生强烈的刺激和腐蚀现象，致使人体出现灼伤的危害。

2.2 精制

精制系统主要是将丙烯脱水、脱硫、脱氧处理后，得到纯净的精丙烯，给后续的聚合反应使用。系统中的主要危险原料为丙烯，丙烯是一种无色有气味的气体，当与空气混合后容易形成爆炸性危险源，应隔绝热源、明火等危险源。丙烯的密度比空气重，并且容易扩散，遇到明火时，会回燃。其爆炸极限为1.0%～15.0%，并且具有麻醉效果。

2.3 聚合反应

聚合反应是将丙烯在高温高压的条件下生成聚丙烯粉料。该系统中的危险源为：丙烯、氢气、聚丙烯。氢气是容易燃烧的气体，当与空气混合后能形成爆炸性混合物，氢气浓度达到一定后，极易发生爆炸。氢气密度比空气轻，在存储时应注意明火等危险源，爆炸极限为4.1%～74.1。氢气为惰性气体，当浓度增大时，容易引起窒息，也可呈現出麻醉效果。聚丙烯为可燃固体，受热后容易分解成易燃气体。

2.4 闪蒸

闪蒸系统是接受聚合釜内的粉料，在闪蒸釜内完成闪蒸、置换、去活等过程，其过程中危险源为：聚丙烯粉料、丙烯、氮气。

2.5 尾气回收

尾气回收系统是将低压丙烯气体加压变为液体，然后进行后续的回收利用，其过程中的危险物料为丙烯。

三、HAZOP分析研究的对策

3.1 HAZOP分析方法中对活化剂运输系统的研究

通过HAZOP分析方法的研究后，针对操作参数的变化情况，对于引导词、偏差以及产生的后果，保证装置的安全生产同时采取安全措施，对系统的每个步骤逐一进行危险特性分析，研究结果如下：

①氮气的泄露可能会导致窒息的风险，工作人员的错误操作可能会导致系统的压力过大，造成输送管线的破裂，当系统泄压时，如果管线中卷携催化剂时，容易造成火灾。②对于现场装置内的氮气线完好的情况，应加强氮气的检测与防护。③管线的充压采用现场方式，增大了操作风险，不具备自动化控制。④送料管线内存在腐蚀的风险，失误的操作可能会导致火灾情况的发生。⑤活化剂在储存、装卸、运输等方面要求较为严格，不稳定的运输增大了火灾、爆炸的风险。⑥活化剂的存储罐在使用过程中可能会存在泄露、或者存储不当而引起火灾、爆炸的危险。

3.2 HAZOP分析方法对精制系统的研究

①精制系统中精丙烯的存储是最大的危险，可能导致事故的操作为人员的误操作，不仅仅会影响生产，还严重的威胁了人员安全。②丙烯存储罐存在超压引起的安全隐患。③精制系统中丙烯存储罐的出口在生产过程中因降温或者压力的降低造成超压和破损。目前在泄压方面仍采用手动方式。④丙烯的计量罐在使用过程中存在泄露、腐蚀、冒罐等风险。

3.3 HAZOP分析方法中对聚合反应系统的研究

①丙烯的投料线发生误操作，系统内的压力将达到设计使用压力，造成生产波动，威胁系统安全。②操作人员在对于氢气输送管线的操作可能存在人为失误，导致管线内压力过高，容易引起管线因超压出现腐蚀减薄、破损等危险。③在聚合反应装置中，聚丙烯粉料容易堵塞聚合釜，造成系统内部压力升高，长时间的工作造成管壁减薄，造成了丙烯回收管线的破损。④聚合釜存在多种腐蚀，例如粉料的搅拌，失温造成的反应过于剧烈、设备出现超温超压的现象。

3.4 HAZOP分析方法中对尾气回收系统的研究

①气柜中可能存在废料腐蚀，设备内无防护措施。②管线内并没有安装过滤设施，从而导致粉料堵塞管线，大大的增加了压缩机的工作负荷，造成安全隐患。③丙烯的压缩机可能因超压而造成腐蚀和物料的泄露，导致火灾和爆炸的风险。

参考文献：

[1]李海峰，吕兴连，宗光喜.HAZOP分析方法在聚醚装置聚合单元中的应用[J].聚氨酯工业，2020，35（2）：32-34.

作者简介：高艳龙，男，1984年出生，陕西省清涧县人，本科，从事油汽管道安全运行、降本增效、设备管理等工作。