HAZOP分析技术在醇酸真空系统的应用

袁照华

（中海油安全技术服务有限公司，天津 300450）

0 引言

醇酸树脂是化工生产过程中的一种常见产成品，在油漆、涂料、船舶等方面有很广的应用。醇酸树脂主要采用溶剂法生产，溶剂法中常用二甲苯的蒸发带出酯化水，经过油水分离器溶剂重流回反应釜，如此反复，推动聚酯反应的进行，生产醇酸树脂。但是，醇酸树脂部分产品在酯化脱水阶段较为缓慢，因此目前常通过增加真空脱水系统，促进酯化脱水的进程[1]。

本文以针对某醇酸树脂生产聚合阶段真空脱水系统开展的HAZOP分析为例，探讨如何找出影响真空脱水制程安全、稳定运行的核心要素，并针对各核心要素提出风险控制措施。

1 HAZOP分析方法

对常减压装置进行HAZOP分析，可以认清装置薄弱环节，挖掘装置潜在的风险因素，找出装置存在的隐患，掌握事故隐患的风险水平，以便针对性地改造优化和消除风险[2-3]。本文所述HAZOP分析流程如图1所示。

图1 HAZOP分析流程

1）确定风险接收准则，即按照风险矩阵表确定风险的等级，揭示影响设备的关键风险因素，并根据分析可接收准则，判断是否为公司可接受风险。

2）在风险评估前，成立风险评估小组，组长由建设项目、技改项目、生产经理担任，组员由组长根据评估需要选择或指定，或请专家支持。同时明确必要时可委托专业机构开展相应工作。

3）风险评估，即对制程分节点进行评估。当评估结果为不可接收的风险时，需要制定风险应对计划，将风险降低为可接收风险；当评估结果为可接收风险时，则保持现有安全措施有效运行即可。

4）风险动态管理，即对制程中设备的生命周期进行动态管理。

2 HAZOP分析过程

2.1 确定可接受的风险

此次HAZOP分析小组根据GB/T 27921—2011《风险管理 风险评估技术》、AQT 3049—2013《危险与可操作性分析（HAZOP分析）应用导则》，以及醇酸树脂生产企业自身情况，制作了风险矩阵表（如表1所述），并根据风险矩阵表，评估事故的风险等级，并判断事故场景的风险是否可接受。

表1 风险矩阵表

其中，风险的等级=发生可能性×后果严重性，发生可能性=发生频率×工作接触的频率。发生频率如表2所示，工作接触的频率如表3所示。

表2 发生频率

表3 工作接触的频率

此次HAZOP分析确定的风险准则，即按照“风险矩阵表”将风险分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5个风险等级。其中，Ⅰ级（严重风险）、Ⅱ级（高风险）为不可接受风险；Ⅲ级（中高风险）为有条件接受风险，需结合自身实际情况，采取措施尽可能降低风险，而当无法降低风险时，应制定风险应对措施，防止风险进一步升级；Ⅳ级（中风险）、Ⅴ级（低风险）为可接受风险，但企业仍需保证现有安全措施有效运行，防止风险进一步升级。

2.2 风险评估

2.2.1 制程装置

此次HAZOP分析设计的制程装置简图如图2所示。

图2 制程装置简图

2.2.2 脱水制程简介

本文设计装置脱水制程，即在酯化反应230～240 ℃开始后，进行缓慢抽真空至＜75 mm，待脱水量接近理论脱水量时，破真空检测，直到反应至规定的酸值、粘度、固含、色度等标准。真空脱水制程可以加速反应向生成物方向进行，这样可以显著缩短醇酸树脂的酯化反应周期，提高生产率。

2.2.3 真空系统HAZOP分析

此次HAZOP分析小组通过分析P&ID图纸（管道仪表流程图，Process & Instrumentation Drawing），共划分节点3个（见表4），分析偏离项，同时提出包括设备、安全操作过程等针对性建议措施。

表4 HAZOP分析节点记录

表5为以节点1为例进行的风险分析。

表5 以节点1为例分析风险

2.2.4 制程稳定性分析

此次HAZOP分析工作，除通过分析P&ID图纸、节点划分，识别系统安全和操作性能存在的风险外，还分析了新增加的连锁是否满足要求，以及增加的连锁是否与现有的联锁起冲突。

分析小组针对划分的3个节点共分析偏离28项，提出6条针对性建设措施：

1）真空泵启动，联锁同时关闭反应釜通往废气管的阀门、气液分离罐的排水阀门、开启真空泵通往废气管的阀门；

2）反应釜抽真空的下降速率通过调节阀的开度联锁控制；

3）增加真空泵水箱高、低液位报警；

4）增加真空泵检维修预案、真空泵操作标准作业程序等；

5）反应釜卸料阀、原料入口阀与真空泵联锁，只有上述阀门关闭状态才能开启真空泵，并且真空泵运行时，上述阀门不能开启；

6）与传统醇酸制程不同，改建真空系统后，酯化反应阶段不需加入溶剂进行回流脱水，降低反应釜因溶剂加入的危险，降低系统的安全性，提高整个制程系统的本质安全。

2.3 风险动态管理

老化、维护不当、失修或工作环境改变等原因，很可能会使真空系统设施处于不安全状态，甚至引发各类事故，对此，企业必须对设备进行风险动态管理。当出现以下情况时，则必须重新进行风险评估：

1）涉及设备有关法律法规和相关要求发生变化时；

2）采用新制程；

3）设备大修后；

4）设备发生事故时等。

3 结语

通过对现有生产线增加真空系统，能有效提高醇酸聚合脱水的进程，提供生产的效率，并且增加反应安全系数。本文通过对某新增真空系统进行HAZOP分析，识别出其存在的危险、隐患，并从设备、操作规程、仪表连锁等方面提出了相应的建议措施。

总之，对于企业而言，只有将各要素的控制措施落实到位，确保其有效运行，并对设备进行风险动态管理，才能保证系统长期安全、稳定运行。