HAZOP分析在新建煉廠酸性氣處理裝置中的應用

冷傳斌

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州535008）

HAZOP分析在新建煉廠酸性氣處理裝置中的應用

冷傳斌

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州535008）

介紹了基于引導詞的HAZOP分析方法在新建煉廠酸性氣處理裝置設計中的具體應用。

HAZOP分析；酸性氣處理；設計；應用

當前新建煉油生產裝置均趨向大型化，集中處理，生產過程連續，自動化程度高，但是一旦生產中發生事故造成的危害和損失也隨之增大。隨著各個企業對安全重視程度的提高和認識的逐步深入，新建煉廠或新建裝置開始在設計過程中引入HAZOP分析方法，以求將設計缺陷和安全隱患消滅在最初的設計階段，盡量做到事前預防，防患未然。

1 HAZOP分析簡介

HAZOP即危險性和可操作性分析，是一種用于辨識設計缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結構化、系統化的定性危險評價分析方法，主要用于設計階段確定工程設計中存在的危險及操作問題，最初由英國帝國化學工業公司 （ICI）于20世紀70年代開發。

HAZOP分析的目的是系統、詳細地對工藝過程和操作進行檢查，以確定工藝過程的偏差是否會導致不希望的后果。其理論依據是：工藝參數（壓力、溫度、流量等）一旦偏離設計規定的基準狀態，就會發生問題或出現危險。所以，HAZOP分析可以提前發現設計缺陷和安全隱患，克服設計人員的經驗不足，增強系統安全性。

2 廣西石化酸性氣處理裝置概況

廣西石化1000萬t·a－1煉油項目是中國石油在廣西欽州新建的千萬噸級煉油廠，其第五聯合裝置主要負責煉廠酸性水、酸性氣的集中處理，該聯合裝置一期與加工低含硫原油配套，目前由4套裝置組成：2套150t·h－1酸性水汽提裝置，一套260t·h－1胺溶劑再生裝置及一套104t·a－1硫磺回收裝置。由山東三維工程股份有限公司EPC總承包建設。在詳細設計后期，由AMEC公司、設計院及廣西石化第五聯合項目組相關人員共同組成跨專業HAZOP分析小組，于2008年7月21日至8月2日在青島三維設計院對上述4套生產裝置進行了HAZOP分析。

3 酸性氣處理裝置HAZOP分析采用的方法

煉廠酸性氣集中處理裝置的生產特點是低壓、劇毒、腐蝕嚴重。從接收的酸性水開始，直到硫磺產品，雖然工作壓力不高，但整個工藝過程均伴隨硫化氫的存在，隨時有中毒、泄漏、腐蝕、超壓、自燃甚至爆炸的風險。進行HAZOP分析可以系統地分析這些潛在風險，提高裝置工藝過程的安全性和可操作性。

本次對酸性氣處理裝置的HAZOP分析使用的是傳統的基于引導詞的HAZOP分析方法（Guide Word Approach）［1］，該方法適于對新的項目做系統的工藝和操作危害研究，確認故障和失誤操作中的危險性，從而對工藝設計進行檢查。其目標是：⑴確定事件產生的原因和結果；⑵是否進行修正設計。

這種分析方法具有以下特點：首先是強調系統安全的觀點，強調工藝作為一個整體發揮其功能；其次是系統性、完善性好，針對性強，有利于發現各種可能的潛在危險；再次是結構性好，易于掌握；最后分析結果適用廣泛［2］。

HAZOP分析的過程是由各方專業人員組成的HAZOP分析小組按一定的原則將工藝過程劃分為數個分析節點，然后再針對每個分析節點，識別出具有潛在危險的偏差（即偏離設計工藝條件），最后對每個有意義的偏差進行分析［3］。具體來說，進行分析時首先要根據每個分析節點的工藝參數指標，用引導詞引導，對工藝或操作上可能出現的與設計標準參數偏離的情況提出問題，確定出有意義的偏差，然后組長（HAZOP主席）引導小組成員再對這些偏差產生的原因、后果、安全保護、應采取的措施等進行綜合分析，識別出所有可能導致隱患和操作性問題的原因，評價個別部位因誤操作或機械故障而引起的潛在危險及其影響。如果該偏差會導致危險發生，小組成員將對該危險做出簡單的描述，并評估安全措施是否充分，然后為設計或操作提出更為有效的安全保障措施和建議，以徹底解決存在的安全隱患問題。如此對分析節點的每段工藝反復使用該方法分析，直到每段工藝或每臺設備都被討論過后，該節點的HAZOP分析工作即告完成。最后，用同樣的方法完成所有節點的分析。

4 HAZOP分析的具體情況

本次HAZOP分析工作共分析完成45張P＆ID圖，并將聯合裝置全部流程最終劃分為25個分析節點，見表1。

表1 廣西石化第五聯合HAZOP分析中的節點

根據上述定義的節點，分析小組使用HAZOP專業的關鍵引導詞進行了系統研究，這些關鍵引導詞包括：流量、溫度、液位、維修、開車／停車等，見表2。

表2 關鍵引導詞

本次HAZOP分析記錄截圖見圖1。

圖1 HAZOP分析記錄表截圖

以下是一些本次HAZOP分析中比較關鍵的事項：

（1）建議設計院將停車系統分解為多個符合邏輯的小系統，并以通用的因果圖格式反應出來。這將對生產人員理解和編寫標準操作手冊有很大幫助。

（2）自控水平較低，致使需要很多的人工檢查和記錄。HAZOP建議關鍵的工藝數據應引入DCS系統。

（3）大部分情況下，設計對于防止泵抽空和憋泵的措施是不夠完善的。HAZOP審查組認為泵的損壞是個很嚴重的問題，會導致有毒可燃氣體／液體泄漏，甚至可能發生爆炸事故。建議改善設計方案，并且建議應用SIL分析來確保整體的保安全性。

（4）某些容器是按照常溫常壓條件來設計的，但是當設備維修或在其他異常情況下，這些容器的操作壓力（正壓及負壓）和操作溫度，有可能超過設計值。建議設計院重新評估設計參數，并在有需要的地方配備泄壓設施。所有的壓力容器必須符合國家標準和規范的要求。

（5）HAZOP審查組發現大部分大的常壓罐存在超壓的可能性。設計院必須檢查在各種操作工況下的泄放量，包括逆流工況，確保常壓罐現有水封（安全措施）設計的最高排放量的參數是正確的，同時確保罐頂不被抽空變形。

（6）當某個安全閥因為年檢而需要被拆除時，需要增加一個切斷閥，同樣的，對于一備一用的兩套安全閥正常操作時，也應該增加切斷閥。

（7）所有可能發生胺鹽結晶的管線，應該進行蒸汽伴熱保溫，以確保管線不會結晶，因為胺鹽的結晶溫度高達83℃。

（8）所有排大氣的放空口，應該設置在一個比較安全的高度，因為排放的氣體中可能含有少量的硫化氫，排放口過低容易造成人員傷害事故。

（9）為減少裝置因設備故障導致停車的可能性，部分冷換設備應增設副線和相關切斷閥門，便于設備隔離檢修處理，而不至于使裝置大面積停車。

（10）為確保硫磺回收裝置汽包供水水源，減少系統除氧水壓力低時對汽包操作的影響（可能進一步導致裝置停車），建議凝結水出裝置線與低壓除氧水線在裝置內增加跨線。

對所有節點分析后，共查出風險或操作隱患92項。其中，58項屬于設計不足或沒有充分認識到、不能接受或缺少具體削減措施的風險，針對這些風險，HAZOP小組提出了相應建議或措施，并由設計院落實修正更改，業主核實確認后關閉；經設計核實確認滿足安全要求或可以接受的風險23項；6項涉及其他裝置或系統，由這些裝置在HAZOP分析時關閉；5項操作隱患由業主落實相關措施后關閉。

上述HAZOP分析工作及各項風險消減措施得到落實，為2010年10月第五聯合安全平穩的一次開車成功奠定了基礎。

5 結論

在項目的設計階段進行HAZOP分析，能識別設計、操作程序與設備中的潛在危險，比如介質腐蝕、材質選擇、設計考慮不足等，從而將項目中的危險盡可能消滅在項目實施的早期階段。所以HAZOP分析對完善設計，消除隱患，防患未然，是十分必要和有效的。

［1］Nigel Hyatt．Guidelines for Process Hazards Analysis（PHA，HAZOP）Hazards Identification and Risk Analysis［M］．CRC Press，2003．

［3］ 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院．HAZOP分析指南［M］．北京：中國石化出版社，2008.

Application of HAZOP Analysis in Sour Gas Treatment Device of New Refinery Unit

LEN Chuan-bin
（Guangxi Petrochemical Company，PetroChina，Qinzhou 535008，China）

TE 624.5

B

1671-9905（2011）11-0056-03

2011-07-07