HAZOP分析在甲醇儲罐中的應(yīng)用

孫東鋒，劉　輝

(航天長征化學(xué)工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅　蘭州　730010)

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化工機械

HAZOP分析在甲醇儲罐中的應(yīng)用

孫東鋒，劉輝

(航天長征化學(xué)工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅蘭州730010)

通過HAZOP分析對內(nèi)浮頂型甲醇儲罐進行安全評估，能夠辨識出甲醇儲罐的潛在危險源，操作過程中可能存在的隱患，并提出相應(yīng)的建議措施保障甲醇罐區(qū)的安全運行，同時HAZOP分析能夠使得分析人員對此工藝流程產(chǎn)生更加清晰的認識，對甲醇罐區(qū)的日常維護和安全管理提供了良好的指導(dǎo)作用。但是HAZOP分析的成功與否嚴重依賴分析人員的經(jīng)驗和知識，需要引入風(fēng)險評價矩陣以提高分析質(zhì)量和效率。

HAZOP分析；甲醇儲罐；安全措施

甲醇是一種基礎(chǔ)的有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，可以制備甲醛，甲胺，甲醇羰醋酸，二甲醚，酯類化合物，甲醇微生物發(fā)酵可以制造甲醇蛋白，此外還可用作防漆劑、除銹劑等，甲醇摻燒汽油，在北美和西歐已合法化[1]。

甲醇為無色透明的易揮發(fā)液體，有刺激性氣味，易溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、酮類、苯等有機溶劑，閃點 11 ℃，爆炸極限 5.5%～44.0%(體積比)，自燃溫度 464 ℃，最小點火能 0.215 mJ，甲醇蒸氣密度比空氣密度略大，儲罐中揮發(fā)出的甲醇易積聚在地勢低洼地帶，屬于甲B類火災(zāi)危險性可燃液體[2]。甲醇有較強的毒性，嚴重時會造成接觸人員失明，職業(yè)接觸限值為PC-TWA(時間加權(quán)平均容許濃度) 25 mg/m3(皮)，PC-STEL(短時間接觸容許濃度) 50 mg/m3(皮)，屬于中度毒性[3]。

鑒于上述原因，本文利用HAZOP分析對甲醇罐區(qū)進行了危險源辨識，分析了操作中可能存在的安全隱患，審查了是否存在設(shè)計上的缺陷以及保護措施的充分性和有效性，并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的改進措施，為甲醇罐區(qū)的安全管理和日常運行提供了良好的指導(dǎo)。

1　HAZOP分析方法介紹

HAZOP分析是一種基于風(fēng)險的分析方法，要求由一群具有不同專業(yè)知識背景的人員組成分析小組，通過引導(dǎo)詞激發(fā)集體思維創(chuàng)新，按照審查會議的形式系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)化地遍歷過程所有部分，識別系統(tǒng)中的危險劇情，最終形成可供審查的安全記錄文件[4]。HAZOP分析方法1963年首次應(yīng)用在英國帝國化學(xué)工業(yè)集團新建苯酚項目上，隨后向整個化工行業(yè)推廣，此方法一經(jīng)推出，就獲得了行業(yè)的廣泛認可。目前，HAZOP分析是全世界安全分析應(yīng)用最廣發(fā)的方法之一，也是系統(tǒng)性和結(jié)構(gòu)完整性最好的方法。

2　甲醇儲罐HAZOP分析

圖1　甲醇罐區(qū)流程示意圖

該項目主體設(shè)備包括1個甲醇內(nèi)浮頂儲罐，儲罐中的甲醇可作為二甲醚裝置的中間儲罐也可根據(jù)市場行情儲存或者去裝車棧臺就行外售，甲醇儲罐流程示意如圖1所示。

2.1分析原則

2.1.1原因到原因

HAZOP的記錄形式一般有從“原因到原因”和從“偏差到偏差”兩種，相比于從“偏差到偏差”的分析方法，“原因到原因”的記錄形式能夠減少歧義，便于審查，記錄表中的原因，后果，保護措施及建議措施有準(zhǔn)確的對應(yīng)關(guān)系，本文采用“原因到原因”的記錄形式。

2.1.2后果優(yōu)先法

通過后果優(yōu)先的原則審查以參數(shù)和引導(dǎo)詞組成的偏差是否有效，依據(jù)團隊成員的經(jīng)驗初步判斷后果的嚴重程度，確定偏差是否需要進行分析。

2.1.3可信的最嚴重后果

在不考慮保護措施的前提下，分析該偏差可能產(chǎn)生的所有后果，找出可信的最嚴重后果。

2.2分析步驟

2.2.1節(jié)點劃分

在進行HAZOP分析時，將復(fù)雜的工藝系統(tǒng)按照工藝流程的自然順序，從進入PID的管線開始，直到工藝條件的改變，或者設(shè)計意圖的改變，或者下一個設(shè)備劃分成若干個相對簡單的子系統(tǒng)，便于集中精力進行討論。本文以甲醇儲罐作為主體設(shè)備，將甲醇儲罐及其附屬管道作為一個節(jié)點進行分析。

2.2.2確定有效偏差

對于每一個節(jié)點，分析小組選擇合適的工藝參數(shù)，比如流量，溫度，壓力，液位等，利用引導(dǎo)詞考慮偏離正常運行操作的變動進行分析，引導(dǎo)詞一般有高，低，無，多，少，早，晚等，將參數(shù)與引導(dǎo)詞進行組合即為偏差。

2.2.3偏差分析及改進措施

確定有效偏差后，描述事故劇情，找出引起該偏差的所有原因，分析該原因可能導(dǎo)致的各種后果，在假設(shè)所有保護層失效的前提下，尋找可信的最嚴重后果，初步判斷現(xiàn)有的安全措施是否能夠?qū)⑹鹿屎蠊档娇山邮芊秶鷥?nèi)，必要時提出相應(yīng)的建議措施，然后繼續(xù)下一個偏差分析，直至遍歷本次工藝系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點的所有偏差，HAZOP分析流程如圖2所示。

圖2　HAZOP分析流程

2.3風(fēng)險分析結(jié)果

表1　甲醇罐區(qū)HAZOP分析結(jié)果Table 1　The result of HAZOP risk analysis in methanol tank

依據(jù)上述描述的HAZOP分析步驟，針對該甲醇罐在連續(xù)進料和出料工況下HAZOP分析結(jié)果如表1所示。

2.4結(jié)果分析

運用HAZOP 分析方法對甲醇罐區(qū)的安全設(shè)計和生產(chǎn)操作進行了分析，通過參數(shù)+引導(dǎo)詞組合的方式對于甲醇罐區(qū)的流量，液位，溫度，壓力等關(guān)鍵參數(shù)進行了事故劇情描述并提出了相應(yīng)的建議措施，分析結(jié)果表明在甲醇罐區(qū)的生產(chǎn)運行過程中，現(xiàn)有的安全措施基本符合設(shè)計意圖，對于事故的發(fā)生可以起到一定的阻止和減緩作用，但是也存在一定的安全隱患。當(dāng)浮頂沉入罐底時，如果浮頂和甲醇液面之間長時間存在氣相空間，甲醇沒有及時達到安全液位，這時就容易混入空氣，倘若罐內(nèi)溫度過高或者存在火源就會引起爆炸，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。為了避免事故發(fā)生，本次分析建議增設(shè)罐內(nèi)視鏡和安全儀表系統(tǒng)，同時需要加強巡檢和人員安全培訓(xùn)。

3　結(jié)　語

(1)本文通過HAZOP分析對甲醇罐區(qū)進行了安全評價，能夠辨識出甲醇儲罐的潛在危險源，操作過程中可能存在的隱患，并提出相應(yīng)的建議措施保障甲醇罐區(qū)的安全運行，同時HAZOP分析成果使得分析人員對于此工藝流程有了更加深刻的認識，對于甲醇罐區(qū)的日常維護和安全管理提供了很好的指導(dǎo)作用。由此可見，HAZOP分析是一種系統(tǒng)性和結(jié)構(gòu)化的風(fēng)險分析方法，對于提高甲醇罐區(qū)的安全運行具有重大作用。

(2)HAZOP分析的成功與否很大程度上決定于HAZOP分析主席的知識，經(jīng)驗和協(xié)調(diào)組織的能力，以及團隊成員的經(jīng)驗和配合，有必要在分析會議前對團隊成員進行培訓(xùn)，加強協(xié)作，保證分析質(zhì)量[5]。

(3)HAZOP分析雖然具有系統(tǒng)性結(jié)構(gòu)性等優(yōu)點，但是嚴重依賴分析人員的經(jīng)驗和知識，具有很大的主觀性，屬于定性分析，對于后果的嚴重程度和安全措施的有效性無法給出定量評估，需要通過風(fēng)險矩陣等形式改進HAZOP分析方法，或者與其他安全評價方法結(jié)合以提高分析質(zhì)量和效率。

[1]宋毅.甲醇儲罐區(qū)火災(zāi)后果危險性評價[J].廣州化工,2015(5):233-235.

[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50160-2008 石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范[J].北京:中國計劃出版社,2008.

[3]中華人民共和國衛(wèi)生部.GBZ 230-2010 職業(yè)性接觸毒物危害程度分級[J].北京:人民衛(wèi)生出版社,2010.

[4]張斌,趙東風(fēng),周樂平,等.HAZOP分析技術(shù)改進研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2007(10):160-164.

[5]李娜,孫文勇,寧信道. HAZOP、LOPA 和SIL 方法的應(yīng)用分析[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2012(5):101-106.

Application of HAZOP Risk Analysis in Methanol Tank

SUN Dong-feng, LIU Hui

(Lanzhou Brach, Changzheng Engineering Co., Ltd., Gansu Lanzhou 730010, China)

The safety evaluation of the inner floating roof type methanol tank was carried out by HAZOP risk analysis. The results can recognize the potential hazards of methanol tank and the potential dangers in the process of operation, while the corresponding suggestion measures were put forward to ensure the safe operation of the methanol tank. In addition, HAZOP risk analysis can make participants to produce a clearer understanding of the process and provide a good guidance for the routine maintenance and the safety management of methanol tank. In addition, it was necessary to introduce the risk evaluation matrix to improve the quality and efficiency of the analysis, because the success of HAZOP risk analysis depended on heavily the experience and knowledge of the analyst.

HAZOP; methanol tank; safe measures

孫東鋒(1988-)，男，工程師，從事化工設(shè)計及安全分析工作。

TE65

B

1001-9677(2016)014-0156-03