HAZOP分析方法在石油化工生产装置中的应用研究

化工工艺安全管理中 HAZOP 的应用

摘 要：重大的安全事故表明了化工工艺安全管理的意义与价值。HAZOP技术是一种较为常见的工艺危害分析方法，在化工工艺安全管理中发挥着重要作用。主要介绍了化工工艺安全管理、HAZOP技术，探究化工工艺安全管理中HAZOP的应用，以供借鉴。

关键词：化工工艺;安全管理;HAZOP

化工工艺装置日益复杂，规模明显扩大，在应用的过程中也发生了诸多的安全事故，暴露出化工工艺系统的风险性。此时出现了化工工艺安全管理这一新兴学科，研发了危险与可操作性分析（Hazard and Operability Analysis，HAZOP）等多种切实有效的工艺危害分析方法。

1 化工工艺系统风险分析

1.1 风险表现

20世纪70年代以来，我国工业发展水平显著提高，化工生产的流程和工艺愈加复杂，高温高压、易燃易爆的操作条件随之增多，化工处理设备的体积也有所增大。我国同很多发达国家也相继发生了多起重大工艺安全事故。 20世纪80年代，印度一家公司设立在贫民区周围的农药厂发生了剧毒气体泄露事件，造成25 000人直接死亡，55万人间接死亡，20多万人因此残疾。在化工生产中，系统风险因素对人们的生命、财产安全构成了极大的威胁。重工业和学术界也对此展开深入探索和研究，将工艺安全视为独立的研究课题。

1.2 化工工艺系统风险控制方式

化工工艺系统风险的控制可通过潜在风险衡量指标、本质生命安全管控以及管理模式控制这3种方式实现。风险衡量指标包括人员伤亡、环境破坏、家庭财产损失等情况[1]。为此，在化工工艺系统运行中，需要做好事故发生率的分析和预测，综合探究各项影响因素，提出预防和控制措施，避免事故的发生，降低风险系数。本质生命安全管控则要求在化工工艺系统运行中，利用危害性较小的化学品替代天然和无害的化学品或者优化系统运行流程来规避危害的产生，降低危险系数，维护系统的安全性、稳定性。同时，该方法还可挥发化工工艺系统的属性，降低化学品使用中对设备设施造成的影响，以提高系统的安全性。

危险与可操作性（HAZOP）研究是以系统工程为基础的一种可用于定性分析或定量评价的危险性评价方法，用于探明生产装置和工艺过程中的危险及其原因，寻求必要对策。通过分析生产运行过程中工艺状态参数的变动，操作控制中可能出现的偏差，以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，找出出现变动可偏差的原因，明确装置或系统内及生产过程中存在的主要危险、危害因素，并针对变动与偏差的后果提出应采取的措施。

本文应用HAZOP分析方法对中国石油某石化分公司的聚丙烯装置进行研究分析。

HAZOP总研究过程概述（2）

1.1 HAZOP研究与分析的目的

从工艺流程、状态及参数、操作顺序、安全措施等方面着手，通过HAZOP研究，识别聚丙烯装置在生产运行过程中潜在的危险、有害因素，找出装置在工艺设计、设备运行、操作以及安全措施等方面存在的不足，为装置的安全运行与安全隐患整改提供指导。

1.2 限制条件

进行HAZOP研究前，评价人员一致同意以下限制条件：

1）HAZOP研究范围仅限于聚丙烯主体装置，因此，分析研究工作只考虑从进料到出

料的整个系统。

2）本次研究是粗略的危险和操作性研究，因此只对主要工艺的关键设施进行检查。

为了逻辑、有效地分析工艺管道仪表流程图，研究按照装置生产工艺过程分成五个单元：活化、精制、聚合、闪蒸和尾气回收单元。

聚丙烯装置概况（3）

该聚丙烯装置以气体分馏装置分离所得炼厂气中的丙烯为原料，采用国内开发、技术成熟的间歇式液相本体法聚丙烯生产工艺，生产聚丙烯均聚树脂。装置原设计生产能力为1.0×104t/a，1997年改造后生产能力达到1.2×104t/a。该装置工艺过程主要包括原料精制、聚合反应、闪蒸去活和活化再生四个部分，主要设备包括聚合釜、丙烯储罐、活化剂储罐、闪蒸釜，以及丙烯压缩机等。各系统工艺及其操作物料的危险性简介如下。

2.1 活化剂输送系统

Hazop分析在《化工安全技术基础》课程中教学改革实践

摘要

以《化工安全技术基础》课程为例，对接化工危险与可操作性（Hazop）分析要求，从教学内容、教学策略、教学过程三方面进行了改革实践，将Hazop分析标准融入教学过程，倡导工学结合，注重学生化工安全操作分析实践能力的培养，综合增强学生的就业、工作等职业能力。

关键词：化工安全技术基 Hazop分析 教学 改革

化工危险与可操作性（Hazop）分析是化工企业中一种应用最广的安全评价方法，可以系统性地识别生产装置及过程中的潜在风险，并提出相应的保护措施从而降低风险。因此，Hazop分析是我国化工企业实现“生产安全，预防为主”理念的有效措施。

随着国家对安全生产工作的日益重视，作为技工院校，培养从事化工安全生产过程控制的高素质技术技能人才尤为重要。因此，化工危险与可操作性（Hazop）分析在我国技工教育《化工安全技术基础》课程推广改革成为必然趋势。

1 教学内容整合

《化工安全技术基础》课程教材内容包含化工安全管理、防火防爆技术、电气及静电安全技术、压力容器安全技术、化学危险物质、化工单元及典型化学反应安全技术、化工安全检修、劳动保护基本常识八章内容，根据人才培养方案、化工总控工职业技能标准和《化工安全技术基础》课程大纲，通过调研化工企业安全员、工艺员岗位能力需求，结合化工生产基本过程及化工生产保障机制将课程内容进行重构，分为五个模块，如图1。 教学内容整合对接化工危险与可操作性（Hazop）分析职业技能等级标准，培养学生化工生产过程科学事故分析、安全操作和防护能力，有效提高学生化工安全生产意识，树立高度的安全生产责任担当。

图1 《化工安全技术》课程内容重构

Hazop分析过程分为初级、中级、高级三个等级，初级培训内容为甲醇物料的输送过程安全分析，中级初级培训内容为精馏车间生产程安全分析，高级培训内容为反应釜生产过程安全分析。因此，将初级、中级、高级的技能等级分别融入到模块三、模块四、模块五中，达到层层递进螺旋提升的效果。教学过程中并将所需要的知识点融入到每个模块中，如图2。

HAZOP分析在汽柴油加氢装置的应用

石油和化学工业是我国国民经济重要的能源产业、基础原材料产业和支柱产业。石油化工生产过程大多具有高温高压、易燃易爆、有毒有害、连续作业、过程复杂等特点，安全风险大。一旦发生事故后果将极其严重，因此，为确保安全生产，有必要对石化装置进行危险及风险分析。

HAZOP（HazardandOperabilityAnalysis）即危险与可操作性分析作为一种被工业界广泛采用的工艺危险分析方法，是企业排查事故隐患，预防重大事故发生，实现安全生产的重要手段之一。中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司（以下简称“惠州炼化”）积极引入HAZOP，自2022年9月—2022年8月，历时11个月，完成了全部16套在役主生产装置、油品储运系统、公用工程系统的HAZOP分析。

本文将以HAZOP分析方法在惠州炼化汽柴油加氢装置的应用为例，探讨HAZOP分析在化工过程安全中所起的作用。

HAZOP是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法。主要通过分析生产运行过程中工艺状态参数的变动，操作控制中可能出现的偏差，以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，找出出现变动与偏差的原因，明确装置或系统内及生产过程中存在的主要危险、危害因素，并针对变动与偏差的后果提出应采取的措施。

引导词

引导词通常为一个简单的词或词组，用来限定或量化意图，并联合参数以便得到偏离，如“没有”“较多”“较少”等等。分析团队借助引导词与特定“参数”的相互搭配，来识别异常的工况，即所谓“偏离”的情形。基本的HAZOP引导词及其含义如表1所示。

偏差

对于每一个节点，HAZOP分析团队会以正常操作运行的参数范围为标准值，分析运行过程中参数的变动（即偏差），这些偏差通过引导词和参数的一一组合产生，即：偏差=引导词+参数，其中参数分为概念性参数（如反应、混合和转化等）和具体化的参数（如温度、压力和流量等）。 节点