氯碱企业液氯贮槽HAZOP分析

1、摘要:采用危险与可操作性研究(HAZOP 对液氯贮槽进行了危险性分析,找出存在的薄弱环节,从工艺、设备等方面提出相应的安全措施和建议。关键词:液氯;危险辨识;HAZOP ;风险控制;安全措施氯碱生产过程中,一旦发生氯大量泄漏,将给职工的身体健康、生命安全带来严重威胁,也可能对附近居民和环境造成极大危害,在社会上造成严重的负面影响。因此,分析和预测氯碱生产系统存在的危险、有害因素及可能导致的危害后果和程度,查找事故和事故隐患发生的原因事件和条件,采取相应对策,以便有效地预防事故发生,就成为十分重要的课题。为此,针对氯碱生产中的危险部位液氯贮存,运用HAZOP 进行分析。1氯生产工艺流程简述某企业

2、氯碱生产采用隔膜法电解食盐水工艺。其简单工艺可表述为:原盐溶解为粗盐水后,经过精制、澄清、过滤、升温和pH 调节后进入电解槽,进行电解。由电解槽来的湿氯气经氯气洗涤塔冷却,除去夹带的盐雾和90%左右的水分,然后经过湿氯气鼓风机送往氯气冷却塔后,用硫酸作为干燥剂进行干燥,经干燥后的氯气中水分下降到0.1mg/L 。除酸雾后,氯气被压缩机加压到0.40MPa ,冷却后的氯气大部分送往氯乙烯装置和环氧氯丙烷装置使用,其余进行液化、包装。氯气液化工序由氯气液化、不凝气分离、液氯贮存、气化和包装5部分组成。主要设备包括氯气液化器、氟里昂压缩机、油回收器、氟里昂冷凝器、清净气分离器、液氯受槽、液氯贮罐、液

3、氯精制器、氯气蒸发器、泵、钢瓶等设备、管道和附件等。氯气液化器为列管式,氯气进入管程,冷冻剂液态氟里昂(R-22进入壳程,操作温度在-6+2范围内。氯碱生产系统设置事故氯气吸收单元,目的是把电解、氯气处理、氯气液化3个工序在开停车、紧急工况与维修时放出的氯气用NaOH 溶液吸收而使其无害化。氯碱企业液氯贮槽HAZOP 分析赵炯(中国石化齐鲁分公司安全环保部,山东淄博255408收稿日期:2010-04-13作者简介:赵炯,工程师,注册安全工程师,1989年毕业于北京燕山石化公司职工大学石油化工安全管理专业,现在中国石化齐鲁分公司从事安全技术管理工作。风险评价安全健康环境、和编辑王广亮2HAZO

4、P分析由于液氯生产系统承担着氯气液化、贮存、气化、精制和包装等关键生产过程,设备服役运行多年,生产过程的各工艺控制参数要求苛刻,一旦操作或控制失误,将会对整个氯碱生产系统造成严重威胁,甚至发生容器爆炸,造成氯大量外泄,给职工、周围居民乃至社会造成极大危害。限于篇幅,以下仅对危险性最大的液氯贮槽进行HAZOP分析。2.1分析单元液氯贮槽主要控制的工艺参数:液氯贮槽的温度、液位、压力。分析单元(节点为液氯输送泵1的进口阀门至液氯输送泵2的进口阀门,如图1所示。图1液氯贮槽的HAZOP分析节点2.2分析结果及讨论仅以液氯贮罐液位的HAZOP分析为例加以说明,HAZOP分析结果见表1。引导词偏差原因后

5、果已采取的安全措施建议措施NONE (空白无液位1液氯进口阀关闭2进口管线堵塞3进口阀门盲板未拆4液化器相连管线断裂5液位变送器指示错误6液氯输送泵无流量或憋压7去包装的液氯管线泄漏8设备或管线保温腐蚀,穿孔泄漏1无液位即罐内无液氯2液氯(或液氯汽化后泄漏1系统所有阀门处于受控状态2严格执行盲板管理规定,按照盲板图挂牌、装拆、消项,专人管理3设置了液位低低报联锁停车报警系统;现场设置双液位检测4液位控制阀定期检验保养5控制系统设置了冗余系统,并定期保养6现场安装了有毒气体报警仪探头7可以把液氯转送到另外的贮槽。用两个贮槽液面指示的减增来判断失常的液面计8随时检查液位上升情况9调节阀失常时,转换

6、到备用系统10与液氯精制器压力控制联锁1选择符合材质要求的阀门2所有阀门设有打开的标志,并有书面确认程序3按照规范增设有毒气体报警仪数量,信号引至中央控制室4加强现场巡检5增设固定碱液喷淋设施,使得喷淋面积覆盖整个贮槽6事故氯吸收系统扩容,增加1台事故氯气吸收塔;并优化运行工艺,吸收塔负压操作7对操作工加强培训,严格执行操作规程和安全技术规程8现有厂房门窗关闭不严,改为塑钢门窗9定期进行设备强检表1液氯贮槽液位HAZOP分析M ORE (过量液位偏高1后续系统故障2后续系统阀门关闭或开度不够3现场液位计与控制室DCS液位指示有偏差,仪表指示故障1安全阀起跳2液化器液位升高3导致后续系统压力上升

7、1液氯贮罐本体设置安全阀,排放管线并入事故氯吸收装置2安全阀根阀必须处于全开状态并锁定3建立液化器定期排污制度。并做好确认记录。加强分析样品的检验及审查1加强巡检,发现故障及时处理2相连两罐之间手动阀门改为远程控制阀门,且在紧急状态下能够自动切换3液氯输送泵的进口管线设置紧急切断阀风险评价赵炯.氯碱企业液氯贮槽HAZOP分析续表1引导词偏差原因后果已采取的安全措施建议措施LESS (减量液位偏低4安全阀根阀没有打开5液位变送器的根阀和各计量仪器的信号变送器的根阀关闭6系统温度偏高7后续系统盲板未拆除8出口管线堵塞9出口阀门关闭或开度不够10去事故氯排放系统堵塞11去液氯精制器的液位阀门调节阀坏

8、12与废氯槽连接的压力调节器故障13液氯受槽的液位调节阀坏14泵出口未安装止逆阀1液氯进口阀关闭2进口管线堵塞3进口阀门盲板未拆4液化器相连管线断裂5液位变送器指示错误6液氯输送泵1无流量或憋压7去包装的液氯管线泄漏8设备或管线保温腐蚀,穿孔泄漏4液化器发生爆炸5氯大量泄漏,造成人员中毒和环境污染6引起流量升高7法兰、阀门密封性能下降8泵的能力下降1后续系统流量不足2前系统压力波动3操作困难4氯泄漏,造成人员伤害、环境污染4加强巡检5设置了液位高、低报警及联锁停车6设置了压力高、低联锁报警及联锁停车7现场安装了有毒气体报警仪探头8严格执行盲板管理规定9控制系统设置了冗余系统,并定期保养10安全

9、阀定期检验,并建立台账11制定了应急操作程序,并定期演习1所有阀门处于受控状态2严格执行盲板管理规定3设置了液位低低报联锁停车报警系统4对液位控制阀定期检验保养5控制系统设置了冗余系统,并定期保养6可以把液氯转送到另外的贮槽,用两个贮槽的液面指示的减增来判断失常的液面计7随时检查液位上升情况8调节阀失常时,转换到备用系统9与液氯精制器压力控制联锁4罐体液位计改用雷达式液位计5增设固定碱液喷淋设施,使得喷淋面积覆盖整个储槽6事故氯吸收系统扩容,增加1台事故氯气吸收塔7按照规范增设有毒气体报警仪数量,信号引至中央控制室;同时,设置现场视频监控,实施24h 连续监控8加强培训,严格执行操作规程和安全

10、技术规程9现有厂房门窗关闭不严,改为塑钢门窗10完善应急操作程序,增加演练次数和效果11定期进行设备强检12严格限制液氯日常贮存量1选择符合材质要求的阀门2所有阀门设有打开的标志,并有书面确认程序3按照规范增设有毒气体报警仪数量,信号引至中央控制室4加强现场巡检5增设固定碱液喷淋设施,使得喷淋面积覆盖整个贮槽6事故氯吸收系统扩容,增加1台事故氯气吸收塔7加强培训,严格执行操作规程和安全技术规程8现有厂房门窗关闭不严,改为塑钢门窗OTHER THAN (异常液氯泄漏至空气中1管道破裂或穿孔2法兰连接处密封不良3阀门密封不良1人员中毒,环境污染2系统压力降低1设置了有毒气体报警系统2设置了液位高、

11、低报警联锁系统3设置压力高、低报警联锁系统1加强巡检,发现故障及时处理2定期进行反事故演习3及时查找隐患4增加事故氯吸收单元的能力风险评价安全健康环境、和从以上对液氯贮罐的液位进行HAZOP分析可以看出,存在的主要偏差有液氯贮罐液位偏高、偏低或无液位以及液氯泄漏等,为了控制偏差的发生,企业制定了一系列的措施,有些措施是原设计就有的,有些是后来技术改造增加的安全措施,如液位报警、流量报警、紧急切断阀、并联安全阀、备用电源、充氮气保护、设置有毒气体报警仪、按照要求定期进行三氯化氮排放等,对事故的发生起到一定阻止和减缓作用,基本上能满足安全生产需要,但尚存部分事故隐患;从企业HSE管理角度考虑,并考

12、虑到液氯大量泄漏后的灾难性后果,已有的措施不能很好地满足现有装置的应急处理要求,如液氯贮罐破裂,大量液氯泄漏,仅用现有的事故氯单元进行处理远远不够,因此,需要增加一些安全控制措施。3安全措施与建议a增加有毒气体报警仪数量。按GB 50493-2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范关于有毒气体检测点与释放源的距离不宜大于2m的要求,还应增加9台有毒气体报警仪。b液氯贮罐罐体之间连接阀、事故风机的进出口阀要实行远程控制。c增设液氯贮罐的紧急喷淋设施。主要包括碱液贮罐、输送泵、废液收集池、废液输送泵以及相应的管线、阀门。应保证喷淋面积覆盖整个贮槽。d液氯罐体液位计改用雷达式液位计,提高装

13、置本质安全化水平。e在液氯输送泵的回流线上设置远程控制阀门。f增加三氯化氮的排污次数,并加强管理。排污物中的三氯化氮含量要小于60g/L,大于80g/L时,要增加排污次数或连续排污,并加强监测。大于100 g/L时,要采取停止加料等紧急措施并查找原因。g对事故氯气吸收系统进行改造,增大事故氯吸收能力。主要内容包括:事故氯气处理工艺由一段吸收改为两段吸收;事故氯气吸收塔由正压操作改为微负压操作;在氯气干燥和压缩系统主流程上设置部分手阀和仪表控制阀,以控制氯气泄漏;将原有风机移至厂房外。h加强日常安全管理,开展经常性的隐患排查、整改活动;认真做好装置开停车、检维修等作业活动前的危害识别和风险评价工

14、作;实行未遂事件报告制度等。4结语通过对液氯贮槽液位进行的HAZOP分析可以看出,主要存在的问题有液氯贮罐缺少紧急事故状态下的碱喷淋系统,液氯贮罐的液位计读数偏差较大,液氯输送泵进口管线没有安装紧急切断阀,有毒气体报警仪的数量不足,事故氯单元吸收能力不足。因此,应落实相应的对策措施,以提高氯碱生产系统的安全可靠性。5参考文献1蔡凤英,谈宗山,孟赫等.化工安全工程M.北京:科学出版社,2001HAZOP Analysis of Liquid Chlorine Tanks inChlor-alkali EnterprisesZhao Jiong(SINOPEC Qilu Sub-company Safety and Environ-mental Department,Shandong,Zibo,255408 Abstract:This paper analyzes the hazards of liquid chlorine tanks using HAZOP