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HAZOP分析方法在石油化工生产装置中的应用研究

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  摘要:本文介绍了HAZOP分析方法的概况,探讨了HAZ0P分析方法在聚丙烯装置中的应用,并分析了研究HAZ0P的有效对策。
  关键词:HAZOP分析方法;石油化工;生产装置;应用
  1 HAZOP分析方法概述
  HAZOP分析方法是根据科学的程序和方法,从系统的角度对项目或生产设施的潜在风险进行预先识别、分析和评价。明确生产设备的设计、运行和维护程序,提出改进建议,以此来提高设备工艺的安全性和可操作性,为制定基本防灾措施和应急预案提供决策依据。
  2 简介
  聚丙烯是一种由丙烯合成的热塑性树脂。根据甲基排列的位置,可分为三类:即等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)。
  3 HAZ0P分析方法在聚丙烯裝置中的应用
  3.1 催化剂输送系统
  催化剂输送系统的主要操作是将催化剂从催化剂输送罐压入催化剂储存罐。
  ①氮气管道阀门泄漏可能导致窒息危险;操作不当可能导致系统超压和管道破裂;如果管道中的介质携带催化剂,容易引起火灾;②目前装置氮气管道状况良好,但车间缺乏氮气检测和保护手段;③管道充装时采用现场压力控制,但不具备自动功能。碳钢是管道中的活化剂,且部分管道埋于地下,可能引起腐蚀;④料线存在介质腐蚀和误操作引起的管道穿孔及火灾危险;⑤退料线存在介质腐蚀、管道超压造成的泄漏、管道破裂等危险;⑥由于介质和储存条件等因素,活性剂运输罐在储存、装卸和运输过程中可能发生火灾和爆炸危险;⑦活性剂储罐在使用过程中,存在因误操作引起的冒罐现象,以及泄漏或储存不当引起的火灾爆炸危险。
  3.2 精炼系统
  ①精炼系统丙烯储存的最大危险是各种操作失误引发的事故,其不仅影响生产,而且严重威胁安全;②储罐超压引起的各种因素导致丙烯罐V108发生安全事故;③丙烯罐精制工艺出口管线可能因丙烯罐冷却或管线泄压不当造成超压损坏。目前,泄压措施是在管道上安装手动放空系统;④丙烯计量罐生产过程中存在冒罐、安全附件失效、腐蚀、泄漏等危险因素。
  3.3 聚合反应系统
  ①如果丙烯进料管线操作不当,系统容易达到聚合物反应器的设计压力。一旦安全措施失效,系统安全将受到威胁;②由于人为失误和操作压力过高等造成氢气管道超压损坏、腐蚀减薄等风险;③高压会导致丙烯回收管线超压损坏,长期运行也会导致管壁变薄。如果粉末堵塞了管道,聚合釜的压力就会升高,从而危及设备的安全运行;④在聚合釜的生产过程中,由于反应器内温度高,或没有及时放热,而发生暴聚现象。将安全阀安装在釜上,但由于管道较厚,原设计未考虑在安全阀进气管道前加装爆破片。根据《石油化工企业设计防火规范》规定:“对可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀,应在其进气口前安装爆破片,或在管道进出口处采取吹扫、加热或保温等封堵措施”,因此应引起车间的重视;⑤聚合釜内腐蚀种类较多,如粉末腐蚀、搅拌器磨损导致容器壁变薄、冷却效果差引起的反应过烈、设备超温超压等。
  3.4 闪蒸系统
  ①闪蒸釜仍依靠经验观察料位,釜低粉出口无除尘设施,入口前安全阀上的釜内无爆破片,以上情况可能给生产操作带来隐患;②闪蒸釜至储气罐的管道用于丙烯回收,如果操作不当易导致气柜抽瘪。
  3.5 尾气回收系统
  目前,我国大部分化工生产设备缺乏防护措施,特别是气柜容易腐蚀;由于缺乏过滤设施,粉料容易堵塞,在一定程度上增加了压缩机的运行负荷,带来了一定的安全风险;丙烯压缩机存在着因超压、腐蚀等原因造成设备损坏、物料泄漏引起的火灾、爆炸事故。
  4 HAZ0P研究提出的安全对策
  ①建立健全自动调节系统。鉴于我国大部分化工企业采用手动控制阀,明显不能满足时代的需要,因此,有必要建立健全自动控制调节系统,采用自动压力报警功能,并将信号引至DCS控制室显示;②使用防腐管道。传统的管道会被介质腐蚀,降低了使用寿命。针对这种情况,可在一定条件下更换管材,以提高管道的耐腐蚀性;③安装液位监测系统。液位监测系统安装在活化剂储罐上,并与DCS控制系统联锁;④建立有效的控制设备。可在装置上安装自动防空阀或对丙烯罐采取冷却措施;安全阀入口处可安装爆破片,防止安全阀堵塞;⑤安装静电消除设备。聚丙烯粉料中的一些气体是易燃气体,在闪蒸出口安装静电消除器,在车间内安装报警系统,加强室内通风设施的安装,避免粉尘浓度过高,并安装防爆轴流风机;⑥添加过滤设备。有些粉料容易堵塞管道,增加压缩机的负荷,需要在进气柜前的管道中增加过滤设施;⑦加强人员和安全管理。安全施工是关键,因此必须加强管理者的责任感,避免因操作失误、疏漏等造成的安全事故,导致无法弥补的损失。
  5 结语
  HAZOP是一种系统分析工艺设备安全性和可操作性的方法,通过分析设计过程状态出现各种偏差的可能性,找出工艺设备存在的潜在危险因素,并采取相应的安全措施,提高设备的安全性。随着现代石油化工生产的发展,HAZOP分析技术得到了越来越广泛的认可和应用。
  参考文献:
  [1]张亦林.HAZOP技术在化工装置中的应用[J].石油化工自动化,2015(10).
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