苯酐氧化HAZOP分析

《苯酐氧化HAZOP分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《苯酐氧化HAZOP分析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、苯酐装置氧化反应器系统 HAZOP 分析危险性和可操作性研究（Hazard and Operability Studay，文中简称HAZOP）是针对设计中的装置或现有装 置的一种结构化和系统化的审查，其目的在于辨识和评估可能造成人员伤害或财产损失的风险1。HAZOP是 一种基于引导词的定性评价技术，通过一个多专业小组组织一系列会议完成。 HAZOP 研究技术是1963年由 英国帝国化学公司首先开发的， 1970 年首次公布，其间经过不断改进与完善，在欧洲和美国，现已广泛应用 于各类工艺过程和项目的风险评估工作中。有些国家，如英国，已通过立法手段强制其在工程建设项目中推 广应用（BS IEC 6

2、1882:2001Hazard and operability studies - Application guide）。随着时代的发展，建设项目规模变得越来越大，工艺过程也越来越复杂，而社会上对HS E（健康、安全和 环保）的要求也越来越严格，项目建设单位也将面对着巨大的压力，这迫使建设单位重视HSE问题，以避免 各类重大事故的发生。在石化工程项目建设过程中， HAZOP 技术的目的是确定工程设计中存在的危害及操 作问题。通过熟悉工艺过程，包括各种设计条件和意图，系统地检查工艺过程以找出对原设计条件可能发生 的种种偏差，确定哪些偏差可能导致危害或引起操作问题，为项目的HSE风险管理提供依据。

3、也正是由于 这种需要，国内各个设计院陆续开展了 HAZOP工作。1 工艺流程简介目前苯酐生产一般采用固定床邻二甲苯空气直接催化氧化法，20世纪60年代开发了 40g工艺（即氧化 反应进料浓度为每标准立方米空气含邻二甲苯40g）。70年代，法国Rhone-Progil公司，德国DAVY公司和 BASF公司先后开发成功了 “60g工艺”实现了爆炸范围内安全生产。随后苯酐生产进料负荷不断提高。我 国已有多套大型苯酐装置采用 90g 工艺。由于氧化反应器组是在爆炸范围内操作，存在较大的火灾、爆炸危 险性，一旦在操作、控制和管理上稍有疏忽，就可能发生火灾、爆炸事故。经预热的邻二甲苯（加热至145C）,

4、在汽化器内气化并与空气混合后进入列管式氧化反应器，当其在400450C、0.4MPa,催化剂作用下，与空 气进行氧化反应生成苯酐。反应热由溶盐循环系统移走，反应器出口气进入气体冷却器，预冷凝和切换冷凝 器，得到粗苯酐。工艺流程示意如下3：2 HAZOP 分析2.1 HAZOP 分析方法简介危险与可操作性分析（HAZOP）技术是以系统工程为基础针对化工装置工艺过程开发的危害辨识技术，也 是目前工艺危害辨识中应用最广泛的技术oHAZOP分析是由各专业人员组成的分析组以一系列会议的形式对 装置工艺过程的危险和操作性问题进行分析。HAZOP分析的直接对象是工艺或操作的特殊点，这些特殊点称 为“分析节点

5、”，或工艺单元，或操作步骤。对于每一“分析节点”，HAZOP分析组以正常操作运行的工艺（状 态)参数为标准值，分析运行过程中工艺(状态)参数的变动(即偏离)，同时分析出现偏离故障的原因、后果及 应采取的措施。HAZOP实施过程可以分为以下三个主要阶段。2.1.1 HAZOP分析准备阶段HAZOP分析的准备工作包括以下内容：(1) 确定分析目的、对象和范围： 确定分析目的、对象和范围是极其关键的，必须尽可能的清楚明确。分析对象通常由该装置和项目的负责人确定，并得到 HAZOP 分析小组领导的帮助认可。应当按照正确的方向和既定目标开展分析工作，而且 要确定着重考虑的后果。(2) 确定 HAZOP

6、小组组长HAZOP组长应担负起以下职责：小组成员的挑选，工作计划的制定，确保HAZOP分析有序、高效的进 行，报告的审查，整改措施的确认等。(3) 获取必要的资料这是进行分析的前提，最重要的资料就是工艺管道和仪表流程图(P&ID),有时还需要平面布置图、流程 图(PFD)、操作规程、仪表控制图、逻辑图，图纸和数据应当在分析会议之前分发到每个分析人员手中。(4) 挑选HAZOP小组成员HAZOP分析小组的知识、技术与经验对确保分析结果的可信度和深度至关重要，这就要求分析组的组织 者应当负责组成有适当人数且有经验的HAZOP分析组。一般说来，HAZOP分析小组应包括以下几方面的人 员：工艺工程师、

7、设备工程师、安全工程师、操作主管、仪表控制工程师、记录员。(5) 确定分析程序根据分析的不同目的，HAZOP分析的内容可能会有所差别，HAZOP组长在准备工作阶段可以初步确定 分析节点并提出初步的偏离目录，准备一份分析表格做会议记录用。(6) 安排会议 一旦前期准备工作基本完成，组长就负责组织会议，合理制定会议计划。估算整个过程所需的时问，然后组织者可以开始安排会议的次数和时间，保证会议高效率。2.1.2 召开会议进行HAZOP分析准备工作做好之后，即可召开HAZOP会议进行分析，分析程序和内容见图所示。划分节点(或称单元分 区)为了逻辑地、有效地进行HAZOP分析，要将P&ID按照逐个设备、

8、管线或操作划分为分析节点。对于每 个节点按照图 1 所示，逐项分析并由会议记录人员记录。HAZOP 会议上，会议记录人员将分析讨论过程中所有重要的内容精确地记录在事先设计好的工作表内。2.1.3 分析记录（由于篇幅原因，本文只列出反应器HAZOP分析表，为避免重复，减少篇幅，原因、后果 及安全措施的序号之间无对应关系）：节点：反应器R101序号偏离1. 咼压2. 低压原因1. 催化剂床层堵塞2. 催化剂烧结、结碳3. 催化剂粉末脱落4. 外部杂质进入5. 后系统阀门关闭或开 度不够6. 反应器内发生爆炸7. 仪表指示故障8. 催化剂填充时堆积密 度不均9. 风量低10催化剂底部弹簧支架 脱落1

9、1. 后系统调节阀故障12. 尾气洗涤塔循环泵故 障13. 防爆片泄漏后果1. 温度分布不均2. 热点上移3. 催化剂活性降低4. 空速低，过氧化，产品收率 降低5. 联锁停车6. 产品质量下降，操作困难7. 达到自燃点后发生爆炸8. 反应不完全，跑料9. 引起后系统燃烧、爆炸10. 反应器负荷增大11. 空速大12. 从爆破片跑料安全措施1. 温度联锁2. 压力联锁3. 爆破片4. 停车时更换新催化剂5. 停车时测反应管的阻力降，及6. 热空气吹扫，热空气再生7. 停车时保持催化剂的温度8. 定期清理空气过滤器9. 控制大流量水蒸汽进入10. 实时监控阻力降11. 反应器顶部有可燃气体报警仪

10、12. 反应气体色谱分析13. 前后系统压差对比14. 备用循环泵15. 反应器加强巡检，及时发现:3.4.无压力 同低压高流量5.低流量14. 风量大15. 后系统阻力小16. 反应器底部防爆片爆 裂17催化剂弹簧支架脱落, 局部压力降减小原因同压缩机单元低流量。13. 反应不完全，跑料14. 负荷减小15. 导致反应温度降低,热点位 置下移16. 损伤催化剂,使催化剂活性 降低17. 负荷咼18. 邻空比大19. 热点温度上移16. 提高熔盐温度17. 适当增加邻苯量18. 适当提咼风量19. 降低盐温20降低邻苯的流量20.氧化反应不完全6.无流量原因冋压缩机单兀低流量。21.停车7.逆

11、流18.反应器顶部防爆片爆 裂无明显影响&高温19. 负何大，邻空比大20. 风量过小21. 熔盐移热效果差22. 原料混合不均匀23. 反应器中原料搀杂（苯 乙烯，异丙苯）24. 熔盐泄漏进入反应器25. 混入铁锈，造成其他反 应26. 雾化效果不好27. 仪表指示错误28. 局部烧结29. 熔盐冷却器内漏窜入 水蒸汽30. 反应器内部燃烧22.过氧化，影响产品质量及收 率23催化剂烧结，反应飞温，导 致列管爆裂24. 反应器内部发生爆炸25. 爆炸冲击波导致后系统设 备机械损害26. 产气量增大27. 蒸气系统不稳定（系统高 压，超过设计压力，安全阀 起跳）21. 反应器高温联锁22. 熔

12、盐系统咼温报警23. 熔盐泵咼低液面联锁24. 调节邻空比25. 保证邻二甲苯完全雾化26. 加强开停车检杳27. 控制原料的组成，控制苯乙烯 含量28. 熔盐检测（熔盐检漏器）29. 保养调试熔盐调节阀，避免9.低温31. 风量高32. 熔盐移热量高28.反应不完全，副产物较多30. 调节风量31. 调节熔盐的分配10.高液位不适用11.低液位不适用12.无液位不适用13.物料/组 分33. 苯乙烯和异丙苯较多34. 水进入35. 金属离子进入29 催化剂挂料（产生静电）30. 减少催化剂使用寿命31. 引起催化剂中毒32.加强原料检测14.反应36. 过氧化反应37. 亚氧化反应32.产品

13、收率降低33.控制反应温度及热点位置3 结果分析通过对反应器单元分析表格的汇总，结果如下：序号事故类型措施1、反应失控发生爆炸 在反应器出口管上增设爆破片 反应器进料的邻二甲苯管线上增设紧急切断阀2、熔盐冷却系统内漏导致水进入熔 盐系统，造成反应器温度升高。 现有温度检测系统已可完成温度检测任务，但需要操作工在 操作过程中针对不同情况判断。3、反应器出口温度过低形成易燃易 爆产物发生爆炸。 增设温度传感器信号送入控制室 增加就地温度指示4 结束语HAZOP分析具有激发创造性、开拓思路、系统检查全面、获得有益知识、易于决策等优点。随着。HAZOP 研究的局限主要是其审查的结果依赖于所审图纸及资料

14、的准确度，并要求审查的专家小组成员具备较好的专 业知识和经验。HAZOP分析能对工艺设计进行全面系统的分析研究和审查，分析审查的质量取决于审查小组的人员组成 和素质、组长的能力和工艺安全文件的精确性。能对生产操作人员的操作错误及由此而产生的后果进行分析 研究，对那些由于人为的操作错误导致的严重后果进行某些预测，并针对性的提出措施，以确保装置的生产 安全。针对工艺设计中的潜在危险进行分析研究，HAZOP可以有效的发现这种潜在危险，甚至更微小隐蔽又 可导致从来没有发生过的事故隐患，并采取措施消除。通过HAZOP的分析研究，可以使设计和操作人员更 加全面深入的了解装置的性能，既完善了设计，保证了装置的生产安全，又能充实了生产操作规程，提高操 作人员的培训质量4。随着计算机辅助HAZOP研究的应用，将深化项目的HAZOP研究内容，优化研究方法, 实现健康、安全、环保的目标和要求。