HAZOP技术在双氧水装置中的应用

HAZOP技术在双氧水装置中的应用

陆欢

浙江巴陵恒逸己内酰胺有限责任公司，浙江杭州 311228

摘要：我国流程工业生产设备的严重工艺安全事故不断发生，如何提高设备的工艺安全性成为一个亟待解决的问题。为此，国家安全生产监督管理总局提出要在有条件的中央政府企业要开展HAZOP分析，以及国务院安全生产委员会办公室《国务院委员会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产指导工作的指导意见》文件中积极推动安全生产科技进步的要求:组织有条件的中央企业应用HAZOP，提高化工生产装置潜在风险识别能力。目前，中石化、中石油、中海油等大型央企已有多台装置开展HAZOP分析试点工作。

关键词：HAZOP；双氧水装置；偏差；后果；控制措施；

叙述了HAZOP方法、实施过程和HAZOP分析的作用。通过HAZOP技术对某企业双氧水装置的分析，系统识别了装置存在的隐患，并提出了相应的建议措施。

一、HAZOP技术

HAZOP（Hazard and Operability）通常是指危险与可操作性研究（HAZOP studies）或危险与可操作性分析（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，于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。HAZOP分析方法明显不同于其它分析方法，是一个系统工程方法，HAZOP分析必须由不同专业人员组成的分析组来完成，这就是HAZOP分析的核心内容。

二、HAZOP分析的指导原则

根据《危险化学品建设项目安全设施设计专篇编制导则》（安监总厅管三〔2013〕39号）的要求，识别系统中潜在的危险，识别系统中潜在的可操作性问题，尤其是识别可能导致各种事故的生产操作失误与设备故障。开展危险与可操作性分析（简称HAZOP分析）工作，严格遵照国家安监总局《危险与可操作性分析（HAZOP分析）应用导则》（AQ/T:3049—2013）及其他法规、标准的要求开展工作。

1.双氧水生产的工艺流程。首先将蒽醌、芳烃、磷酸三辛酯按一定比列配置成工作液。工作液与氢气送入装有钯催化剂的氢化塔，蒽醌与氢气进行氢化反应，生成乙基氢蒽醌和四氢乙基氢蒽醌，氢化后的工作液称为氢化液。反应的尾气经冷凝回收有机物后，少量尾气放空。一部分氢化液在氢化系统中循环，大部分经再生、过滤后送至氧化工序。在氧化塔中氢化液与加入的空气进行氧化反应生成氧化液，乙基氢蒽醌和四氢乙基氢蒽醌与空气中的氧反应成为相应的乙基蒽醌和四氢乙基蒽醌，并生成双氧水。氧化液经冷却后送入萃取工序。在萃取塔中，氧化液通过萃取塔时被筛板分散成细小液滴，穿过连续水相逐渐升至塔顶，利用双氧水在水和氧化液中溶解度的不同进行萃取。萃取液由上向下流动，当浓度达到要求时，由塔底流出进入净化塔的上部，在净化塔内经分散向下流动，利用密度差通过塔内芳烃溶剂，除去双氧水中的有机杂质。净化后的双氧水经纯化系统进一步脱除杂质达到尼龙6单体装置生产要求，经浓缩后送至肟化装置。萃取工序的萃余液经分离器除去夹带的大部分水和双氧水后，进入装有碳酸钾溶液的干燥塔，进一步除去微量双氧水和水。干燥后的工作液进入碳酸钾分离器除去部分夹带的碳酸钾溶液后，进入装有三氧化二铝的后处理白土床，进一步吸附工作液中的碳酸钾和再生蒽醌降解物后，送至氢化工序循环使用。

三、HAZOP分析项目的实施

1.成立项目小组。公司：由工艺工程师，电气工程师、操作人员、现场安全管理人员、公司安全管理人员；咨询公司：HAZOP组长、项目经理、记录员；外聘同类已生产运行多年公司：技术人员若干名

2.召开会议。HAZOP分析会议对所有分析结果与相关公司和领导、主管、工程师及工艺、设备、仪表等各专业人员进行了逐一对接，达成一致意见。

3.会议主要内容。HAZOP是一种风险识别的方法，HAZOP中文的意思是“危险性和可操作性分析”，是一种系统化地分析流程潜在危害的分析方法，并已被证实可应用于石化行业或核工业中的项目概念设计、工程设计、技术改造、现有生产装置、装置维修和研究试验装置中的应用。应用系统的审查方法来审查新设计或已有工厂的生产工艺和工程总图,评价因为装置、设备的个别部分的误操作或机械故障引起的潜在危险,并评价其对整个工厂的影响。HAZOP分析小组对双氧水装置进行了全面分析，分析范围覆盖全部PID图。对风险较高未能达到风险标准要求的，均提出了改进建议。最终建议措施的提出以HAZOP分析记录体现。

4.HAZOP分析工作所使用的技术资料。《风险矩阵》《过氧化氢装置生产工艺流程图》、《双氧水装置管道表》《双氧水装置设备表》、《SIS联锁逻辑图》、《DCS联锁逻辑图》、《安全阀规格书》、《泄压人孔规格书》、《爆破片规格书》、《呼吸阀规格书》

5.HAZOP工作流程。HAZOP是由有经验的跨专业的专家小组对装置的设计和操作提出有关安全上的问题,共同讨论解决问题的方法。研究中，连续的工艺流程分成许多节点,根据相关的设计参数和引导词，对工艺或操作上可能出现的与设计标准参数偏离的情况来提出问题，组长引导小组成员寻找产生偏离的原因，如果该偏离导致危险发生,小组成员将对该危险做出描述，评估安全措施是否充分，并可为设计和操作推荐更为有效的安全保障措施。如此对设计的每段工艺反复使用该方法分析，直到每段工艺或每台设备都被讨论过后，HAZOP分析工作才算完成。

四、HAZOP分析结果汇总

双氧水装置的HAZOP分析，考虑了人员安全、环境污染及财产损失三方面的影响。分析偏离420项，共提出建议45个，为了更好的针对建议的实施顺序进行了解，针对45条建议进行了的风险排序，在考虑了已有保护措施情况下，原因发生的可能与后果严重程度的组合中，中度风险15个和可接受风险30个。根据建议涉及到的问题类别进行分类，可操作性类有6项，自控仪表类有22项，安全设计类有8项，设备类有9项。

五、HAZOP分析建议措施

1.双氧水装置HAZOP分析建议措施。对双氧水装置HAZOP分析发现，建议措施按风险等级划分中度风险15个和可接受风险30个。

2.建议措施的整改说明。对本HAZOP分析报告中提出的建议措施进行进一步的评估，根据风险管理的ALARP（安全风险处在最低、合理、可行状态）原则和可接受风险要求，在成本控制和风险降低方面取得平衡，从而确定对每条具体建议措施的处理意见。通常HAZOP分析建议可以有以下四种处理方式：一、完全采纳接受；二、部分采纳接受；三、提出更好的措施来控制风险；四、进一步研究或者拒绝采纳建议的行动。采取拒绝采纳建议的行动时，需征得主管领导的同意并签字批准。

总之，将HAZOP分析方法应用于双氧水化工在役生产装置的安全评价中，不仅能够使分析人员对于单元中的工艺过程及设备有深入了解，对于单元中的危险及应采取的措施有透彻的认识，增强职工安全防范意识，而且，其HAZOP分析研究成果对于装置的日常生产与维护以及装置的安全管理提供了良好的指导作用。因此，可以认为HAZOP分析方法应用于化工生产装置的安全评价是可行的，其分析程序与内容可以作为对员工进行安全培训的有效方法。

参考文献：

[1]张红.浅谈HAZOP技术在双氧水装置中的应用.2020.

[2]王辉.蒽醌法生产双氧水工艺安全分析与防控措施.2019.