HAZOP分析技術在醇酸真空系統(tǒng)的應用

袁照華

（中海油安全技術服務有限公司，天津 300450）

0 引言

醇酸樹脂是化工生產過程中的一種常見產成品，在油漆、涂料、船舶等方面有很廣的應用。醇酸樹脂主要采用溶劑法生產，溶劑法中常用二甲苯的蒸發(fā)帶出酯化水，經過油水分離器溶劑重流回反應釜，如此反復，推動聚酯反應的進行，生產醇酸樹脂。但是，醇酸樹脂部分產品在酯化脫水階段較為緩慢，因此目前常通過增加真空脫水系統(tǒng)，促進酯化脫水的進程[1]。

本文以針對某醇酸樹脂生產聚合階段真空脫水系統(tǒng)開展的HAZOP分析為例，探討如何找出影響真空脫水制程安全、穩(wěn)定運行的核心要素，并針對各核心要素提出風險控制措施。

1 HAZOP分析方法

對常減壓裝置進行HAZOP分析，可以認清裝置薄弱環(huán)節(jié)，挖掘裝置潛在的風險因素，找出裝置存在的隱患，掌握事故隱患的風險水平，以便針對性地改造優(yōu)化和消除風險[2-3]。本文所述HAZOP分析流程如圖1所示。

圖1 HAZOP分析流程

1）確定風險接收準則，即按照風險矩陣表確定風險的等級，揭示影響設備的關鍵風險因素，并根據分析可接收準則，判斷是否為公司可接受風險。

2）在風險評估前，成立風險評估小組，組長由建設項目、技改項目、生產經理擔任，組員由組長根據評估需要選擇或指定，或請專家支持。同時明確必要時可委托專業(yè)機構開展相應工作。

3）風險評估，即對制程分節(jié)點進行評估。當評估結果為不可接收的風險時，需要制定風險應對計劃，將風險降低為可接收風險；當評估結果為可接收風險時，則保持現有安全措施有效運行即可。

4）風險動態(tài)管理，即對制程中設備的生命周期進行動態(tài)管理。

2 HAZOP分析過程

2.1 確定可接受的風險

此次HAZOP分析小組根據GB/T 27921—2011《風險管理 風險評估技術》、AQT 3049—2013《危險與可操作性分析（HAZOP分析）應用導則》，以及醇酸樹脂生產企業(yè)自身情況，制作了風險矩陣表（如表1所述），并根據風險矩陣表，評估事故的風險等級，并判斷事故場景的風險是否可接受。

表1 風險矩陣表

其中，風險的等級=發(fā)生可能性×后果嚴重性，發(fā)生可能性=發(fā)生頻率×工作接觸的頻率。發(fā)生頻率如表2所示，工作接觸的頻率如表3所示。

表2 發(fā)生頻率

表3 工作接觸的頻率

此次HAZOP分析確定的風險準則，即按照“風險矩陣表”將風險分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5個風險等級。其中，Ⅰ級（嚴重風險）、Ⅱ級（高風險）為不可接受風險；Ⅲ級（中高風險）為有條件接受風險，需結合自身實際情況，采取措施盡可能降低風險，而當無法降低風險時，應制定風險應對措施，防止風險進一步升級；Ⅳ級（中風險）、Ⅴ級（低風險）為可接受風險，但企業(yè)仍需保證現有安全措施有效運行，防止風險進一步升級。

2.2 風險評估

2.2.1 制程裝置

此次HAZOP分析設計的制程裝置簡圖如圖2所示。

圖2 制程裝置簡圖

2.2.2 脫水制程簡介

本文設計裝置脫水制程，即在酯化反應230～240 ℃開始后，進行緩慢抽真空至＜75 mm，待脫水量接近理論脫水量時，破真空檢測，直到反應至規(guī)定的酸值、粘度、固含、色度等標準。真空脫水制程可以加速反應向生成物方向進行，這樣可以顯著縮短醇酸樹脂的酯化反應周期，提高生產率。

2.2.3 真空系統(tǒng)HAZOP分析

此次HAZOP分析小組通過分析P&ID圖紙（管道儀表流程圖，Process & Instrumentation Drawing），共劃分節(jié)點3個（見表4），分析偏離項，同時提出包括設備、安全操作過程等針對性建議措施。

表4 HAZOP分析節(jié)點記錄

表5為以節(jié)點1為例進行的風險分析。

表5 以節(jié)點1為例分析風險

2.2.4 制程穩(wěn)定性分析

此次HAZOP分析工作，除通過分析P&ID圖紙、節(jié)點劃分，識別系統(tǒng)安全和操作性能存在的風險外，還分析了新增加的連鎖是否滿足要求，以及增加的連鎖是否與現有的聯(lián)鎖起沖突。

分析小組針對劃分的3個節(jié)點共分析偏離28項，提出6條針對性建設措施：

1）真空泵啟動，聯(lián)鎖同時關閉反應釜通往廢氣管的閥門、氣液分離罐的排水閥門、開啟真空泵通往廢氣管的閥門；

2）反應釜抽真空的下降速率通過調節(jié)閥的開度聯(lián)鎖控制；

3）增加真空泵水箱高、低液位報警；

4）增加真空泵檢維修預案、真空泵操作標準作業(yè)程序等；

5）反應釜卸料閥、原料入口閥與真空泵聯(lián)鎖，只有上述閥門關閉狀態(tài)才能開啟真空泵，并且真空泵運行時，上述閥門不能開啟；

6）與傳統(tǒng)醇酸制程不同，改建真空系統(tǒng)后，酯化反應階段不需加入溶劑進行回流脫水，降低反應釜因溶劑加入的危險，降低系統(tǒng)的安全性，提高整個制程系統(tǒng)的本質安全。

2.3 風險動態(tài)管理

老化、維護不當、失修或工作環(huán)境改變等原因，很可能會使真空系統(tǒng)設施處于不安全狀態(tài)，甚至引發(fā)各類事故，對此，企業(yè)必須對設備進行風險動態(tài)管理。當出現以下情況時，則必須重新進行風險評估：

1）涉及設備有關法律法規(guī)和相關要求發(fā)生變化時；

2）采用新制程；

3）設備大修后；

4）設備發(fā)生事故時等。

3 結語

通過對現有生產線增加真空系統(tǒng)，能有效提高醇酸聚合脫水的進程，提供生產的效率，并且增加反應安全系數。本文通過對某新增真空系統(tǒng)進行HAZOP分析，識別出其存在的危險、隱患，并從設備、操作規(guī)程、儀表連鎖等方面提出了相應的建議措施。

總之，對于企業(yè)而言，只有將各要素的控制措施落實到位，確保其有效運行，并對設備進行風險動態(tài)管理，才能保證系統(tǒng)長期安全、穩(wěn)定運行。