HAZOP分析方法在DMSO精餾中的應用

王述存,王秀梅,徐　容

(中國工程物理研究院化工材料研究所，四川　綿陽　621900)

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HAZOP分析方法在DMSO精餾中的應用

王述存,王秀梅,徐容

(中國工程物理研究院化工材料研究所，四川綿陽621900)

二甲基亞砜廢液的精餾回收屬于較高風險的化工過程，一旦發(fā)生設備故障或操作失誤等，便會發(fā)生火災或爆炸事故。危險與可操作性研究(HAZOP)是一種對工藝過程的安全性及可操作性進行系統分析的方法[1]。HAZOP通過對各種偏離設計工藝狀態(tài)的可能性分析，可以找到工藝過程中潛在的危險因素，采取相應的安全措施，從而提高過程的安全性。本文采用HAZOP分析方法對二甲基亞砜的精餾進行了分析與討論，確定了相應的安全措施，以減少、控制風險，提高DMSO精餾過程的本質安全。

HAZOP；精餾；安全措施

二甲基亞砜(DMSO)為無色透明液體，已廣泛用于醫(yī)藥、農藥、石油、化工、有機合成、液晶、電子涂料和高分子材料等許多化工領域[2-3]。但DMSO廢液的精餾需采用較高溫度、減壓的技術條件，精餾出的DMSO易燃、易爆且有毒有害，極易發(fā)生火災和爆炸事故。DMSO本身應是比較安全的物料，但是，在這道比較安全的工序中，歷史上卻發(fā)生幾次嚴重的爆炸事故。DMSO蒸汽在與空氣或氧、二氧化氮、硝酸鹽等氧化劑存在下，都會形成爆炸混合物，在有明火條件下都能爆炸。在氣體高速流動、固體碰撞、摩擦、靜電等情況下，都能產生明火。所以，在精餾放空時、洗罐時、真空泄漏時、鐵絲透堵時、有靜電時；蒸干時、溫度過高或局部過熱時、設備劇冷劇熱時都有可能發(fā)生爆炸。因此，如何保證精餾過程的安全，控制精餾的風險，顯得尤為重要。本研究運用HAZOP方法，對DMSO廢液精餾過程的控制對象進行了風險分析，作為分析節(jié)點辨識出在減壓精餾過程中存在的危險及可能的原因，并提出了應采取的安全措施。

1　HAZOP分析方法概況

1.1HAZOP方法介紹

危險與可操作性研究(HAZOP)是由英國帝國化學公司(ICI)[4]在Flixborough事故后于20世紀70年代初期發(fā)展起來的一種方法[5]它源于故障模式與影響分析方法，適用于一般工業(yè)企業(yè)，尤其是化工企業(yè)。HAZOP分析是一種用于辨識工藝缺陷、工藝過程危險及操作性問題的定性分析方法，其以系統工程為基礎，以關鍵詞為引導，找出過程中工藝狀態(tài)的偏差，然后再繼續(xù)分析造成偏差的原因、后果及可以采取的對策[6]。

1.2HAZOP分析流程

HAZOP作為一種定性的安全評價方法，分析小組以引導詞為引導，分析系統中工藝過程或操作中可能出現的偏差，進而有針對性的找出原因，分析后果，同時提出相應的預防安全措施[7]。

采用HAZOP進行風險分析就是確定范圍，收集數據，并確定安全操作條件。以帶控制點的工藝流程圖(PID)和工藝流程圖(PFD)為基本的資料數據，將流程分解為不同的管線與節(jié)點。具體流程：選擇節(jié)點、解釋工藝指標、建立偏差、分析偏差原因、采取改正措施、確定偏差后果。圖1為HAZOP的分析流程示意圖。

圖1　HAZOP分析流程示意圖

2　DMSO精餾的HAZOP分析

DMSO沸點較高，且廢液中含有一定量的易燃、易爆物質，

采用減壓精餾的方式處理DMSO廢液。其步驟主要包括加料至蒸餾釜、加熱升溫、產生蒸汽、液體冷凝、采出至回收儲罐、停車。本研究以精餾的整個過程為例，應用HAZOP方法對其進行危險辨識與分析。具體過程：將蒸餾釜內加入70%左右的DMSO廢液，檢查系統的氣密性，保證體系無泄漏。開啟真空控制系統及冷凝系統，打開釜內液體循環(huán)系統、加熱系統，隨著溫度的升高，逐漸產生蒸汽沿精餾塔上升，伴隨著自身的冷凝及回流，上升的蒸汽與冷凝、回流的液體，在精餾塔內進行傳質傳熱過程，將符合要求的回收液采出至回收儲罐內,當蒸餾釜液位降至20%左右時停車。圖2為DMSO廢液精餾工藝流程圖。

圖2　DMSO廢液精餾工藝流程圖

通過分析，該節(jié)點的關鍵參數主要包括：液位、溫度、真空度等。通過與在工藝、設計、設備、控制儀表、操作崗位的從事精餾有著多年實踐經驗和豐富技術知識的專家討論，對該節(jié)點的偏差識別、對節(jié)點的偏差的原因、后果、應采取的措施進行了分析。總結編制了DMSO精餾HAZOP分析表。由于精餾過程的工藝控制參數較多且復雜，表1列出部分偏差分析結果。

表1　DMSO精餾的部分HAZOP分析結果

通過表1可以看出，溫度、液位、真空度偏差對裝置運行具有很大的危險性，均容易導致較嚴重的事故，所以操作人員對這些偏差應引起特別重視。從設備上考慮，需增加監(jiān)測和保護裝置，比如安裝可燃氣體在線監(jiān)測裝置、真空壓力遠傳裝置、防爆片、選用防爆電氣設備、法蘭間跨靜電連接、設備接地等；從控制上考慮，盡可能實現自動化生產，增加安全控制聯鎖、超溫/超壓聲光報警裝置等。同時，對出現事故時操作人員應采取的防范措施進行培訓與演練，來確保裝置的安全運行。

3　結　語

在DMSO精餾過程中，控制溫度與液位條件是安全操作的重要因素。HAZOP分析表對DMSO精餾過程中可能出現的事故做了較為詳細的分析、總結與歸納，并提出了相應的保護措施，為預防和減少類似事故的發(fā)生奠定了基礎。

HAZOP分析能系統全面的檢查步驟，分析出裝置或系統內及生產過程中存在的主要危險、危害因素，并提出有針對性的防護措施，為化工精餾過程的本質化安全提供了保障。

[1]羅莉.HAZOP在石油化工設計中的應用[J].石油化工設計，2006,23(4):18.

[2]儀志宏，任誠，胡鎮(zhèn)華. 二甲基亞砜的生產技術及市場應用[J]. 精細化工中間體，2003，33(3)：11-13.

[3]張培杰. 二甲基亞砜的開發(fā)與應用[J]. 山西化工，2003，23(3)：36-37.

[4]Kletz TA. Hazop and Hazan：Identifying and Assessing Process Industry Hazards[A].3rd edn,Institution of Chemical Engineers:Rugby,1992.

[5]Kletz TA. Learning from Accidents in Industry[C].Butterworths:London,1988.

[6]張亦林.HAZOP裝置中的應用[J].石油化工自動化，2012，48(5):33.

[7]McMurray T A，Byrne J A，Dunlop P S M，et al．Intrinsic knetics of photocatalytic oxidation of formic and oxalic acid on immobilised TiO2films[J]．Applied Catalysis A，2004，262(1):105-110．

Application of HAZOP Method in The DMSO Distillation

WANGShu-cun,WANGXiu-mei,XURong

(Institute of Chemical Materials, CAEP, Sichuan Mianyang 621900, China)

The distillation of dimethyl sulfoxide waste belongs to high risk of chemical process, if opening the event of equipment failure or operation error, it will be a fire or explosion accidents. Hazard and operability study (HAZOP) is a system analysis method of the device safety and operability. Through analyzing the possibility of various deviation from the design process, the potential risk factors in process unit can be found by HAZOP, and the corresponding safety measures could be taken, so as to improve the safety of the process. The HAZOP analysis method was used to analyze and discuss the dimethyl sulfoxide distillation process, the corresponding safety measures were obtaihed to reduce or control risk and improve the essence safety of DMSO distillation process.

HAZOP；distillation；safety measures

王述存(1986-)，男，本科，主要從事含能材料結晶制備及廢液回收利用。

徐容(1971-)，女，副研究員，主要從事含能材料的合成結晶及性能研究。

TQ064

A

1001-9677(2016)05-0024-03