醇酸樹脂生產工藝聚合工段的HAZOP 分析研究

郭改珍(上海誼超化工咨詢有限公司，上海 200233)

0 引言

醇酸樹脂生產工藝聚合工段為常壓聚合工藝，聚合反應為放熱反應，生產過程工藝操作危險性大，為確保生產過程安全、穩定運行，針對醇酸樹脂生產聚合階段工藝系統的風險，采用HAZOP 分析法進行分析，找出影響聚合工藝安全、穩定運行的核心要素，并針對各核心要素提出風險控制措施。

1 HAZOP分析法介紹

HAZOP 分析法(Hazard and Operability Analysis)即“危險與可操作性分析”，是一種以系統工程為基礎的用于定性分析或定量評價的危險性評價方法，多用于生產裝置和工藝系統危險性分析。采用HAZOP 分析法對工藝系統風險進行分析，在開始危害分析時，HAZOP 分析小組將工藝系統劃分為若干個節點，并以節點為單位，運用“引導詞”的導引功能查找工藝系統中因工藝參數偏離引起的風險，分析風險后果和危險程度，討論現有安全措施能否在工藝參數偏離下保障生產系統安全，提出需要補充的控制措施。

本文應用風險矩陣法作為風險評定標準。

2 裝置概述

2.1 工藝裝置

本論文采用HAZOP 分析法分析年產4000噸醇酸樹脂生產工藝的聚合工段，該工段涉及的主要裝置如下：

聚合反應器：立式，容積3m3；操作參數：溫度為200～230℃，壓力為-0.09/0.095MPa。

醇酸樹脂生產中液體投料是通過計量槽稱重模塊與計量槽進出口管道上的開關閥聯鎖控制方式進行。固體(粉料)投料由固體料倉投料口投料。固體投料口采用負壓式除塵器。

2.2 聚合工藝簡介

醇酸樹脂生產工藝采用多元醇與多元酸按一定配比在催化劑的作用下發生酯化反應，脫出副產物水，不斷縮聚為高分子材料。經稀釋劑稀釋，硅藻土過濾得到產品。醇酸合成原理見圖1，工藝流程見圖2。

3 HAZOP分析

根據醇酸樹脂生產工藝聚合工段的實際情況，HAZOP 分析如表1所示。

圖1 醇酸樹脂合成原理圖

圖2 醇酸樹脂生產工藝流程框圖

4 裝置穩定性分析

通過HAZOP 分析以及風險評估，得出影響醇酸樹脂生產工藝聚合工段穩定運行的核心要素為運行溫度和攪拌速率。為確保聚合反應運行安全，對核心要素采取自動化控制DCS 控制系統：

(1)反應釜設二組安裝遠傳溫度計，并將溫度同導熱油調節閥連鎖，自動控制反應釜溫度；

(2)反應釜夾套設循環水冷卻系統，并與溫度聯鎖；

(3)反應釜設高溫報警，高高溫聯鎖切斷導熱油切斷閥，并聯鎖啟動循環水冷卻。

(4)進料總管和反應釜上設視鏡，及時進行人工觀察；

(5)進料前通過計量罐計量好投料量，一次性加入，加入總量小于反應釜容積；

(6)安裝遠傳液位計，并設高低液位報警，高高液位聯鎖關閉進料閥門停止進料，低低液位聯鎖關閉出料閥門停止出料；

(7)設置攪拌速率接入DCS 系統，攪拌速率異常停止加料；

(8)設置攪拌故障報警。

表1 醇酸樹脂聚合工段HAZOP分析

5 結語

通過對醇酸樹脂生產聚合工段工藝系統HAZOP 分析，確定了影響醇酸樹脂生產聚合工段安全運行的核心要素，并提出各核心要求的控制措施。只有將各核心要素的控制措施在項目建設時落實到位，并確保其有效運行，才能保障醇酸樹脂生產聚合工段長期安全、穩定運行。