聚乙烯生产装置风险评估中HAZOP方法运用

赵延丽

摘 要：石油化学工业作为过程工业中重要的基础行业之一，对国民经济有着重要的意义。随着过程工业生产规模日益大型化和复杂化，随之而来的安全生产问题也已成为重大社会问题之一。HAZOP方法在聚乙烯生产装置风险评估中的应用，能够及时发现装置运行存在的安全隐患，降低安全事故的发生几率。关键词：聚乙烯生产装置；风险评估；HAZOP方法

关键词：聚乙烯生产装置；聚乙烯生产；风险评估

作为风险评估的重要方法之一，HAZOP方法尤其适用于化学工业系统，使用该方法可以有效地识别系统高风险，并针对高风险提出合理的建议措施，从工艺角度保障系统的安全性。当前，石油化工生产装置的大型化及高度的自动化、连续化已成为当前石油化工生产发展的趋势，这也使得石油化工生产装置一旦发生事故，后果将极其严重，不仅会造成巨大的人员伤亡、财产损失和环境破坏，甚至会造成严重的国际影响。因此，需加强石油化工生产装置的工艺改进和安全管理，对生产装置进行风险评估。

一、HAZOP方法概述

（一）HAZOP方法的基本思想

HAZOP方法是基于这样一个基本概念，即各个专业、具有不同知识背景的人员所组成的分析组一起工作比他们独自一人单独工作更具有创造性与系统性，能识别更多的问题，其具体形式为头脑风暴。HAZOP方法的基本思想是：从生产系统中的工艺状态参数出发，运用启发性引导词来研究工艺状态参数的变动，从而进行危险辨识，并在此基础上分析危险可能导致的后果以及相应的控制措施。

（二）偏差

偏差是HAZOP方法分析时最重要的概念，它由引导词与工艺参数结合而成。工艺参数包括概念性参数和具体参数，主要有温度、时间、次数、长度、压力、浓度、黏度、距离、流量、液位、电压、厚度、速度、pH值、电流、体积、混合、反应、副反应、分离等。但为了提高效率，针对特定设备一般只分析其对危险和操作性有重要影响的偏差。

（三）HAZOP的适用范围

它通过系统分析新设计或已有生产装置的生产工艺流程和工艺功能，来评价设备、装置的个别部位因误操作或机械故障而引起的潜在危险，并评价其对整个装置的影响。HAZOP研究在项目规划阶段、装置的初步基础设计阶段、装置的详细设计阶段、装置试运行阶段、装置运行阶段、装置工艺变更改造过程、直至装置退役等各阶段展开。HAZOP尤其适用于化学工业系统的风险评估，既可以用于连续过程，也可用于间歇过程。

二、采用HAZOP方法对聚乙烯生产装置进行风险评估

（一）聚乙烯生产装置介绍

高密度聚乙烯（简称HDPE）生產装置A线是1974年由西德HOECHST公司引进，于1979年12月投产，设计生产能力为3.5万t/aHDPE树脂（粉末或颗粒），造粒机的生产能力为5t/h，设计运转时间为8000h/a，乙烯单程转化率可达98%以上。HD-PH生产装置B线是在原有西德HOECHST公司工艺技术的基础上，基本按原装置模式国内自行设计和施工的一条聚乙烯生产线，设计生产能力为3.5万t/aHDPE粉末，于2001年10月26日投产。

（二）聚乙烯装置生产工艺流程

HDPE生产装置以蒸汽裂解所产乙烯为主要原料，以丙烯为共聚单体，采用沸程在125～170℃的链烷烃作为溶剂，用载体化的齐格勒催化剂体系进行淤浆聚合，用氢气调节产品熔融指数，用丙烯调整产品密度。HDPE生产装置工艺流程是：由界区来的乙烯、丙烯、氢气经过滤按比例送到聚合反应器，聚合反应的产物为悬浮在稀释剂中的高密度聚乙烯粉末，此悬浮液经离心分离，母液一部分送往回收工段处理，大部分送往聚合反应器循环使用；离心机分离出的含有稀释剂的粉末送往水蒸汽蒸馏釜，然后经螺旋脱水器脱除游离水，送往流化床干燥；其湿含量合格后，再送至稳定岗，加入一定量的添加剂（颗粒牌号），在粉末料仓内进行均化；均化后的粉末送往造粒工段（粉末经混炼机、挤压机造粒后作为聚乙烯颗粒成品送至成品工段）或成品工段（粉末牌号）。

（三）聚乙烯生产装置的风险评估

根据HAZOP方法节点划分的基本原则，将该装置的两条生产线共划分为47个节点。鉴于HAZOP方法具有类比性，本文仅选取了聚合反应器的某个节点来说明了HAZOP方法在聚乙烯装置风险评估中的具体应用。目前最流行的针对危险分析而开发的专业软件PHA-Pro7是HAZOP方法运用过程中使用的软件。聚乙烯生产装置某节点（聚合反应器）的工艺流程是：乙烯、丙烯、氢气通过乙烯管线连续不断地进入聚合反应器，其量由相应的阀门控制；混合催化剂由泵串联输送到聚合反应器，其量由管道阀门控制；乙烯、丙烯、氢气在催化剂的催化作用和搅拌器的搅拌作用下在聚合反应器内发生聚合反应；聚合反应后的悬浮液由反应器顶部出料管送到后聚合反应器。在HAZOP方法分析时，选取了聚合反应器温度过高、温度过低、压力过高、压力过低，搅拌器X故障、杂质过多，高压氮气流量过高、流量过低，取样异常9个偏差。

三、结语

伴随着石化企业对于安全工作的重视和安全评价的需要，HAZOP方法必将得到更大的发展。因此，石化企业在生产过程中，应注重对HAZOP方法的应用，分析生产中存在的风险因素，并增加相应的安全连锁系统，保证生产装置及工艺过程的安全性。

参考文献：

[1]姚桂莹，冯斌，张雪.HAZOP分析技术在催化重整装置的应用[J].石油化工安全环保技术，2014，01：17-22+6.