簡 力龐 勇 天津樂金渤天化學(xué)有限責(zé)任公司 天津300452

1 HAZOP分析概述

HAZOP(Hazard and Operability Study)危險與可操作性分析是一種系統(tǒng)化的定性(定量)分析流程潛在危害的過程安全分析方法［1］。通過分析生產(chǎn)運行過程中工藝狀態(tài)參數(shù)的變動、操作控制中可能出現(xiàn)的偏差及這些變動與偏差對系統(tǒng)的影響和可能導(dǎo)致的后果，找出出現(xiàn)變動和偏差的原因，識別出設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)及生產(chǎn)過程中存在的潛在危險、危害因素和操作性問題。針對變動與偏差的后果提出合理的保護措施，從而減少事故發(fā)生的頻率。

HAZOP分析的基本過程是以引導(dǎo)詞為引導(dǎo)，將連續(xù)的工藝流程分成許多的節(jié)點，針對每一個分析節(jié)點，列出可能導(dǎo)致工藝或操作上偏離正常工作條件的偏差，確認產(chǎn)生偏離的原因，分析每一個原因會造成的最終結(jié)果，然后對問題的嚴重性和現(xiàn)有安全設(shè)施的充分性進行評估，并提出應(yīng)該采取的安全保障措施。

HAZOP分析流程見圖1。

2 HAZOP分析法在SBS生產(chǎn)裝置上的應(yīng)用

2.1 分析前準(zhǔn)備

(1)分析目的:SBS生產(chǎn)裝置自2010年10月試生產(chǎn)以來，通過近3年的實際運行暴露了一些原有設(shè)計上的缺陷，出現(xiàn)過操作控制方面的生產(chǎn)事件，通過本次HAZOP分析，重點識別生產(chǎn)過程中潛在的危險、有害因素，產(chǎn)生偏差原因、后果，進行風(fēng)險辨識，提出建議措施。

圖1 HAZOP分析流程圖

(2)分析范圍:確定SBS工藝裝置作為HAZOP分析的范圍，因此只針對生產(chǎn)裝置的儲存、精制、聚合三個區(qū)域進行分析研究。

(3)分析側(cè)重點:對于新建和在役裝置HAZOP分析的目標(biāo)應(yīng)有側(cè)重，新建裝置重在進行危險分析，把重點放在安全相關(guān)的危險分析上考慮操作性問題較少;而在運行裝置重在可操作性分析上，著重分析工藝系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)安全操作、是否會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題或影響產(chǎn)品收率等方面，關(guān)注較重大的操作性問題?，F(xiàn)SBS生產(chǎn)裝置已運行近3年，因此本次HAZOP分析的目標(biāo)側(cè)重于對操作方面的偏離分析。

(4)分析小組人員確定:由廠長、安全工程師、生產(chǎn)工程師、生產(chǎn)值班長、儀表工程師、機械工程師等七人組成，鑒于HAZOP主席對HAZOP分析會議有著舉足輕重的影響，應(yīng)熟悉HAZOP評價方法，有綜合專業(yè)特長和豐富的化工行業(yè)工作經(jīng)歷，善于把握分析深度和進度，具備一定的組織協(xié)調(diào)能力，所以本次分析確定由廠長擔(dān)任HAZOP主席。

(5)資料準(zhǔn)備:PFD圖、PID圖、設(shè)備布置圖、DCS邏輯圖、操作規(guī)程、生產(chǎn)事故檔案等相關(guān)資料。

(6)人員教育:邀請外部專家對公司相關(guān)人員進行HAZOP分析法培訓(xùn)。

2.2 具體分析

2.2.1 指導(dǎo)參數(shù)與引導(dǎo)詞

在對裝置進行分析準(zhǔn)備時，分析小組對所用引導(dǎo)詞及參數(shù)進行了充分討論，最終確定了引導(dǎo)詞的種類，在具體節(jié)點分析過程中，對所在節(jié)點涉及到的參數(shù)(工藝與概念性參數(shù))逐個分析，確定了壓力、溫度、流量、液位、攪拌和冷卻等關(guān)鍵參數(shù)。在SBS裝置中HAZOP分析采用的引導(dǎo)詞見表1。

表1 在SBS裝置中HAZOP分析采用的引導(dǎo)詞

2.2.2 SBS生產(chǎn)裝置簡介

SBS生產(chǎn)工藝流程由原料儲存、精制、聚合、摻混、溶劑回收、后處理及包裝等工藝單元構(gòu)成，見圖2。

圖2 SBS生產(chǎn)工藝流程圖

溶劑、苯乙烯及丁二烯由儲罐區(qū)輸送到精制區(qū)經(jīng)脫水、脫除重組分后，與催化劑、偶合劑、抗氧劑等化學(xué)品加入聚合釜，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件進行聚合，產(chǎn)品達到預(yù)定門尼粘度后，再送到摻混單元攪拌混合，再經(jīng)汽提單元，回收其中溶劑，脫除的溶劑經(jīng)處理后重復(fù)使用。凝聚后的SBS再送到成品后處理單元進行脫水、干燥、冷卻，包裝后即成為SBS產(chǎn)品出廠。

2.2.3 分析實例—聚合工藝苯乙烯聚合HAZOP分析

聚合控制流程見圖3。

圖3 聚合控制流程圖

節(jié)點名稱:反應(yīng)釜第一段反應(yīng)為苯乙烯聚合

節(jié)點范圍:聚合釜

節(jié)點描述:SBS采用偶聯(lián)法聚合，兩段反應(yīng)即苯乙烯聚合與丁二烯聚合。聚合釜內(nèi)首先加入定量的溶劑及活化劑，再加入所需數(shù)量的苯乙烯、催化劑，進行第一段聚合反應(yīng)，待峰值溫度下降至規(guī)定溫度時第一段聚合反應(yīng)結(jié)束。

主要介質(zhì):環(huán)己烷、苯乙烯、活性劑、催化劑。

主要危害:泄漏、火災(zāi)、爆炸、中毒、物理爆炸等。

主要設(shè)備:聚合釜。

聚合工藝HAZOP分析會

(1)時間:2013.5.20。

(2)地點:公司生產(chǎn)會議室。

(3)HAZOP主席:廠長;參加人員:分析小組全體成員。

(4)會議議程:①分析聚合工藝操作問題點;②危險分析。

(5)會議結(jié)果:此節(jié)點共辨識出風(fēng)險等級Ⅲ以上8項，其中Ⅳ級3項，為了降低可能存在風(fēng)險，提出建議措施6項。聚合工藝HAZOP分析記錄見表2。

表2 聚合工藝HAZOP分析記錄表

續(xù)表2

評估風(fēng)險等級是審查HAZOP分析的重要環(huán)節(jié)，通過風(fēng)險矩陣確定風(fēng)險等級，是分析安全措施是否有效的依據(jù)。通過風(fēng)險矩陣判別事故發(fā)生頻度與嚴重度，最終得出風(fēng)險分值，明確風(fēng)險可接受程度，從而提出對等建議措施。風(fēng)險矩陣見表3。

表3 風(fēng)險矩陣

2.2.4 HAZOP分析應(yīng)用結(jié)果

本次HAZOP分析評價小組自2013年5月開始策劃準(zhǔn)備實施，歷時1個月，依據(jù)工藝流程功能區(qū)及主要設(shè)備，按照HAZOP分析流程，先后劃分了43個節(jié)點，制作了各節(jié)點的PID圖，辨識出Ⅲ級以上風(fēng)險80余項，提出改進建議36項，其中爭議問題2項，經(jīng)HAZOP主席決定做留后處理，待征詢相關(guān)HAZOP分析專家意見，并于2013年6月形成了完整的HAZOP分析報告。通過這次HAZOP分析，公司采納了34項建議整改項進行逐步整改，改善了原有設(shè)計、操作控制上的隱秘危險點，提高了安全生產(chǎn)條件，有力保證了SBS生產(chǎn)裝置安全穩(wěn)定長周期運行。

3 結(jié)語

通過此次HAZOP分析法在SBS生產(chǎn)裝置的應(yīng)用，有效地識別了工藝生產(chǎn)過程中的潛在危險，評價出了各類風(fēng)險狀況，同時提出具有針對性和操作性的建議措施，這些建議措施的提出有助于該裝置安全生產(chǎn)條件的進一步完善。HAZOP分析法對化工裝置查找工藝風(fēng)險，提高裝置本質(zhì)安全起到了良好的示范作用。

(1)提高了裝置本質(zhì)安全水平。通過整改HAOZP分析中的建議項，SBS裝置彌補了一些原有設(shè)計的缺陷，調(diào)整了部分程序和數(shù)值的設(shè)定，提高了裝置的本質(zhì)安全水平。比如在對聚合工藝HAZOP分析中，為防止兩釜卸料閥意外串料，提出了對聚合釜釜底卸料閥控制程序的修改建議;為防止苯乙烯爆聚，改進了活化劑加入方式等安全措施，這些措施的落實使裝置的運行風(fēng)險進一步降低，從而使裝置的本質(zhì)安全性能得到了進一步提高。

(2)提升了管理人員對裝置的駕馭能力。通過一系列的HAZOP分析會議，使生產(chǎn)、電儀和機械、技術(shù)等人員對裝置流程更加熟悉，對裝置因各種參數(shù)的偏離及開停工等因素所導(dǎo)致的安全風(fēng)險認識更加全面，對裝置工藝、設(shè)備的相關(guān)規(guī)程、預(yù)案等的全面性和可操作性得到了進一步確認。

(3)提高了風(fēng)險管控水平。通過員工參與HAZOP分析，使員工辯識風(fēng)險的能力和意識有所提高，對裝置運行過中各種參數(shù)的偏離可能導(dǎo)致的風(fēng)險和每種風(fēng)險的防范措施更加明確，進一步提高員工的工藝風(fēng)險管控水平，減少裝置的非計劃停車及事故的發(fā)生。

1 吳重光.危險與可操作性研究應(yīng)用指南［M］.中國石化出版社，2012，8.

2 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院編著［M］.HAZOP分析指南，中國石化出版社，2008.04.

3 胡安云.如何提高HAZOP分析深度的探討 ［J］.化工安全與環(huán)境.2013，(42)