HAZOP分析在液氯气化工艺上的应用_鲍洁

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第9期2015年9月

中国氯碱

ChinaChlor－Alkali

No．9Sep.,2015

ＨＡＺＯＰ分析在液氯气化工艺上的应用

鲍

洁，贾

波

（上海华谊工程有限公司，上海200235）

摘要：描述了HAZOP分析在液氯气化工艺上的应用，结果表明，该方法可以有效辨识液氯气化工

艺安全隐患，提高工艺安全性和可靠性。关键词：液氯气化；HAZOP；危险与可操作性分析中图分类号：TQ056.1+7

文献标识码：B

文章编号：1009－1785(2015)09-0036-03

ApplicationofHAZOPinliquidchlorinegasificationprocess

BAOJie，JIABo

（ShanghaiHuayiEngineeringCo.,Ltd.,Shanghai200235，China）

Abstract：ThisarticledescribestheapplicationofHAZOPinliquidchlorinegasificationprocess，theresultshowsthatHAZOPeffectivelyidentifytheliquidchlorinegasificationprocessinpotentialsafetyhazard，improveprocesssafetyandreliability.

Keywords：liquidchlorinegasification；HAZOP；hazardandoperabilitystudies

1概述

危险与可操作性分析（HazardandOperability

本文以液氯气化工艺为例，描述了HAZOP分析过程以及会议形成的结论，结果可供相似工艺参考。

Studies，以下简称HAZOP）是一种危险性评价方法，

该方法采用结构化和系统化方式分析给定系统，目的是识别系统中潜在的危险及可操作性问题，分析结果有助于确定合适的补救措施[1]。

2液氯气化流程及特点

液氯由界外送至气化器，在气化器管内与管外

热水换热气化后，从顶部送至氯气缓冲罐，液氯进料量及氯气压力由缓冲罐顶部压力分程控制。气化器为1用1备。气化器底部富含三氯化氮的液氯，定期送至三氯化氮处理槽。在处理前后均取样分析三氯化氮含量，确保三氯化氮含量在安全范围内。排放的液氯用32%液碱处理后，送至碱液吸收槽。氯气缓冲罐及三氯化氮处理槽尾气均送至尾气处理塔处理。热水槽中的热水经热水泵升压后，先与蒸汽混合，形成45℃热水后送至气化器壳程，作为液氯气

HAZOP分析是由各专业技术人员组成分析小

组，以“分析会议”的形式进行，成员主要有组长、记录员、设计人员、业主、专家等。会议准备期，分析小组组长应负责完成节点划分、引导词确定等工作。会议期间，在组长的引导下，按照节点顺序，使用给定的引导词，对系统的设计进行全面检查，识别对系统设计意图的偏差以及偏差造成的后果，并提出改进的意见，会议结束后形成完整的分析报告。

第9期鲍洁，等：HAZOP分析在液氯气化工艺上的应用

表1

引导词无，空白

氯气

至尾气处理塔

多，过量少，减量伴随部分相反异常早晚先后

蒸汽

常用引导词

含义

设计目的的完全否定量的增加量的减少性质的变化/增加性质的变化/减少设计目的的逻辑取反完全替代

相对于给定时间早相对于给定时间晚相对于顺序或序列提前相对于顺序或序列延后

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化的热源，回水返回热水槽。蒸汽量由热水温度控制。液氯气化流程简图见图1。

缓冲罐氮气

氮气

气化氮气器A

气化器B

3.3分析偏差导致的后果

分析偏差导致的后果时，应全面分析可能导致

液氯

氮气

氮气

脱盐水碱液

汽水混合器

脱盐水

的人员、财产和环境等多个方面最严重的结果。分析时不考虑已有措施，后果应考虑该偏差对整个系统的影响。

至尾气处理塔

热水槽

3.4

至地沟

分析现有的保护措施

在考虑现有的保护措施时，应从偏差原因的预

三氯化氮

处理槽去碱液吸收槽

图1

热水泵A/B

防与检测和后果的控制与减缓2个方面进行识别。

在分析现有保护措施时应注意以下几点。（1）现有保护措施应实际投用并有效；

（2）对于维护或管理方面的措施，应确认可得到有效执行；

（3）保护措施应独立于偏差原因。如某个流量控制回路发生故障是造成流量高的原因，从该控制回路获得信号的仪表或报警不能视为安全措施；

（4）应优先考虑硬件保护措施，如基本过程控制系统、报警、安全仪表系统、安全阀和爆破片、防火堤等。

液氯气化流程简图

工艺危险性主要为氯的高毒性和三氯化氮的爆炸性。氯为高毒介质，在空气中含量达0.04～0.06mg/L时，30～60min即会使人严重中毒；氯含量达3mg/L即迅速死亡，最高容许浓度（MAC）为1mg/m3，属重点监管的危险化学品。氯气在气化过程中存在三氯化氮集聚的可能，三氯化氮在液氯中的浓度达到

5％体积百分比时，就有爆炸危险。三氯化氮含量不应大于60g/L[2]。

3.5评估风险等级

应根据风险评估标准对后果进行风险评估，评

3

3.1

HAZOP分析流程

确定偏差

采用引导词法确定HAZOP分析偏差。引导词

估后果严重性、发生的可能性和风险等级。

3.6提出建议措施

应根据风险等级评估结果及现有的保护措施，

法基本过程是通过引导词和工艺参数相结合，形成偏差，并对偏差展开分析。如引导词“无”和“流量”可组成偏差“无流量”。常用引导词及其含义见表1。

确定是否提出建议措施。提出建议措施应注意以下

3.2分析偏差产生的原因

原因一般包括外部事件、设备故障和人员行为

失误。分析偏差产生的原因时应注意以下3个方面。

（1）不宜深入探究偏差产生的根本原因，如人员培训不完善、设备不完善测试和维护不当等；

（2）应考虑可信的原因，不考虑发生概率极低的原因，如大地震、陨石坠落等；

（3）应在本节点范围内分析原因。

3个方面。

（1）应能降低风险并具有可操作性；

（2）对于某些需深入研究的问题应做好记录；（3）措施应得到整个小组成员的共同认可。

4HAZOP分析结果

经HAZOP分析后，形成的分析结果节选见表2。

5结论

HAZOP分析全面、系统地辨识了液氯气化工艺

设计流程及生产过程中可能存在的潜在风险，并根

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表2

偏差

原因液氯来料无流量

中国氯碱

分析结果表（节选）

已有保护措施气化器液位计

2015年第9期

后果影响生产

气化器中三氯化氮累积，爆炸

影响检修

建议措施

NCl3放料阀门不开，导致NCl3

管道无流量

氮气失气，吹扫氮气无流量

无流量

热水泵故障，热水槽无液位，导致气化器热侧热水无流量蒸汽阀门误关闭，蒸汽无流量碱液阀门误关闭，碱液无流量液氯进料阀门故障，导致液氯

流量增大蒸汽管阀门故障，导致蒸汽流

量增大

流量增大

缓冲罐尾气阀门故障，导致废

气排放量增大气化器底部手动放净阀失效，

NCl3流量大液氯进料阀门故障，导致液氯

流量减小

流量减小

蒸汽阀门故障，蒸汽流量减小气化器底部手动放净阀失效，

NCl3流量减小

错流/逆流

气化器出料管上手动阀门开关错误，缓冲罐内氯气进入备

用气化器气化器热侧热水温度高，导致

气化器内压力高气化器吹扫氮气压力低

压力低/真空

气化器热侧热水温度低，导致

气化器压力低

NCl3放料时采用连续分析化验

a.取样阀调整至手动放料阀后；b.配碱浓度低于18%，防止NaCl析出结晶堵塞管道增加气化器出口氯气温度与液氯入口阀门联锁，信号进入

SIS系统

a.影响生产；b.气化器中存水结

冰，损坏设备，造成泄漏热水温度低，影响生产

无安全影响

气化器中氯气汽化量增大，影

响生产热水温度升高，汽化量升高（极端情况为蒸汽直接蒸发），

压力升高经核实氯气达到最大流量，尾气处理塔能力足够，不会造成

安全风险短期造成碱液的浓度变化，增

有放热，无安全风险

影响生产热水温度低，影响生产气化器中三氯化氮累积，爆炸

a.氯气温度报警；b.气化器热侧回水阀LO（锁开）；c.热水槽现场液位显示；d.热水泵备用泵

热水上水温度报警

检测三氯化氮处理槽碱液浓度后，再进行废液氯放料

气化器液位报警

液氯管切断阀连锁信号进SIS

系统汽化器液位与液氯进料切断阀联锁，信号进入SIS系统

热水上水温度报警

落实NCl3的放料阀门实际操作

方法

检修时，可能造成安全事故热水温度升高，汽化量升高（极端情况为蒸汽直接蒸发），

压力升高，无安全风险

影响生产影响生产

热水温度升高，汽化量升高（极端情况为蒸汽直接蒸发），

压力升高；无安全风险

液氯气化区域检修人员进入维修区域前检查氯含量

压力高

a.热水上水温度报警；b.热水回水现场温度计；c.气化器出口温度报警；d.爆破片和安全阀a.热水上水温度报警；b.热水回水现场温度计；c.气化器出口温

度报警

温度升高气化器热侧热水温度升高

温度降低泄压真空故障

气化器热侧热水温度降低

尾气系统正压罗茨风机故障

a.影响生产；b.气化器中存水结

冰，损坏设备，造成泄漏

将尾气系统改为负压系统，采

用双风机

不能正常清空气化器，人员不

能进入，无法检修

液氯气化区域检修人员进入维修区域前检查氯含量

据风险对系统的影响和可能导致的后果，提出有效的预防措施。分析的结论有助于设计人员从设计上提高工艺安全性和可靠性，预防事故发生，同时也有助于生产企业认识装置的危险程度，从而完善操作

规程并加强管理，减少危险发生的几率。

参考文献：

［1］AQ／T3049－2013，危险与可操作性分析（HAZOP分析）．应用导则．［2］GB11984－2008，氯气安全规程．

收稿日期：2015-04-20

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