渣油加氢装置运行的危害识别

渣油加氢装置运行的危害识别摘要：介绍了工艺过程危险性与可操作性分析（HAZOP）程序。根据HAZOP原理，分析了渣油加氢装置工艺过程中有意义的偏差、偏差发生的原因，可能导致的后果，并提出相应的措施。关键词:HAZOP分析；渣油加氢；节点分析1、前言1.7Mt/a渣油加氢装置单系列四反应器、汽提和分馏双塔流程。该装置以减压渣油为主要原料，加工的原料油具有硫低、氮高、酸值高、铁钙含量高等特点，加氢重油作为优质催化裂化原料，同时副产柴油与石脑油。该装置于2010年6月动工兴建，2011年5月30日中交，2011年8月25日开车一次成功。渣油加氢生产过程中的原料、产品、副产品，以及燃料气均属于易燃、易爆物质，且工艺过程为临氢、高温、高压。为保障安全，必须对化工过程进行工艺危险分析。目前，HAZOP分析法是应用最为广泛的危险性分析方法，也是系统性和完备性最好的方法，通过组合引导词和标准参量寻找工艺偏差，辨识系统存在的危险源，并确定控制危险源风险的对策。HAZOP为制定基本防灾措施和应急预案决策提供依据，在杜绝、减少事故的发生，降低灾害带来的损失及事故原因分析诸方面均发抨了重要的作用，受到各企业的重视。2、HAZOP分析方法介绍危险与可操作性（HAZOP）分析方法是一种用于辨识设计缺陷、工艺流程危害及操作性问题的结构化分析方法。方法的本质是由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统的研究每一个单元（即分析节点），分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危险和可操性问题。HAZOP分析每个工艺单元或操作步骤，识别出那些具有潜在危害的偏差，这些偏差通过引导词引出，使用引导词的一个目的就是为了保证对所有工艺参数的偏差都进行分析，并分析它们的可能原因、后果和已有安全保护措施等，同时提出应该采取的安全保护措施。HAZOP研究的侧重点是工艺部分或操作步骤的各种具体值，其基本过程就是以引导词为引导，对过程中工艺状态（参数）可能出现的偏差（偏差=引导词+工艺参数）加以分析，找出其可能导致的危害。通常对每一个工艺参数顺序使用所有的引导词，即“引导词+工艺参数”方式。HAZOP分析必须由不同专业组成的分析组来完成。HAZOP分析的这种群体方式的主要优点在于能相互促进、开拓思路，这也是HAZOP分析的核心优势。HAZOP分析小组的知识、技术与经验对确保分析结果的可信度和深度至关重要。对于大型的、复杂的工艺过程，分析组一般由5〜8人组成较为理想，专业组成包括工艺、设备、操作、维护、仪表和电气等。通过HAZOP分析，能够发现装置中存在的危险，根据危险带来的后果明确系统中的主要危害。同时，针对装置存在的主要危害，可以对其进行进一步的定量风险评估，量化装置中主要危害带来的风险，所以，也是渣油加氢装置HAZOP分析报告定量风险评估中危害辨识的方法之一。HAZOP分析每一节点，HAZOP分析组以正常操作运行的工艺参数为标准值，分析运行过程中工艺参数的变动（即偏差），这些偏差通过引导词和工艺参数引出。确定偏差最常用的方法是引导词法，即：偏差=引导词+工艺参数。引导词就是引导/启发人们思考的词汇，用它确定工艺过程状态如何偏离设计规定的基准状态。用来限定或量化意图，并且联合参数以便得到偏离。它的作用使激发分析人员的想象性思维，是其专注于分析，提出观点并进行讨论，从而尽可能使分析完整全面。3、渣油加氢装置HAZOP分析流程为提高170万t/a渣油加氢处理装置的本质安全水平，采用危险与可操作性（HAZOP）分析方法对渣油加氢装置进行分析，以消除系统中潜在的危险，提高装置的本质安全水平，保证装置的顺利运行。对渣油加氢装置开展了危险与可操作性分析（HAZOP），对关键设备和工艺系统进行了详细审查、技术讨论和分析。HAZOP分析需要将渣油加氢工艺图或操作程序划分为分析节点或操作步骤，然后用引导词找出过程的危险，得到的结果为：偏差的原因、后果、安全措施、建议。渣油加氢HAZOP分析的工作程序主要包括前期准备、分析会议和报告编制三个部分：前期准备，HAZOP分析会议及HAZOP分析报告编制。通过对渣油加氢装置HAZOP分析，完成HAZOP分析报告。

图1渣油加氢HAZOP分析基本流程图4、 渣油加氢装置HAZOP分析范围和目的公司渣油加氢装置，分析范围主要包括原料油进料、加氢、加热炉、反应器、换热、热高低压分离、冷高低压分离、循环氢脱硫、循环氢新氢压缩、干气脱硫、精制渣油换热冷却等主体工序。渣油加氢HAZOP分析的主要目的是：1）识别出系统中可能存在的设计缺陷、设备故障、作业过程中的人员失误等可能带来的各种后果。2） 提出控制或降低风险以及改善工艺系统可操作性措施，从而防止事故的发生或减少事故可能的后果。3） 对每一个“原因-后果”形成的危险进行风险评估。4） 对渣油加氢装置的工艺、设备、安全、班组等人员进行HAZOP培训，使大家掌握HAZOP基本原理、分析过程。5、 渣油加氢装置HAZOP分析节点本次HAZOP分析，将渣油加氢装置一共划分了6个节点，具体见下表所示。表1HAZOP分析节点划分序号节点描述设计目的1节点1:原料油进料，包括原料油缓冲罐V101、滤后原料油缓冲罐V102、原料油增压泵P101AB、加氢进料泵P102AB、常渣/原料油换热器E101A~D及其相关管线常减压来的热渣油、减压轻蜡油、减压重蜡油、罐区来的冷渣油、焦化来的蜡油经混合缓冲预热过滤后进入V1022节点2：反应进料加热炉F101燃料气系统及加热炉余热回收为了原料油达到反应所需温度（由335度加热到376度）并回收余热副产3.5MPA蒸汽3吨/时，燃料气分两室定量喷入加热炉3节点3：加氢反应器R101〜R104及其相关管线原料油与氢气按定比例进入反应器进行反应，脱除硫氮金属等杂质，降低残炭含量，为催化装置提供原料4节点4：：高压分离，包括热高压分离罐V103,冷高压分离罐V105、E102~E104,空冷A101及其相关管线。反应生成物经降温后，进行热高压气液分离，气相经冷凝后，再进行冷高压气液分离，气相进入循环氢系统，液相进入分馏系统。

序号节点描述设计目的5节点5：低压分离，包括热低压分离罐V104,冷低压分离罐V109、E105、空冷A102及其相关管线来自V103热高分油进V104进行气液相分离，V104气相经冷凝后与V105油合并,进V109进行油气水三相分离，V109气相出装置，V109水相去污水处理系统，V109油相与V104的油合并进入分馏。6节点6：循环氢脱硫，包括分液罐V107、V108,循环氢压缩机C101等及相关管线来自V105的气相，经分液罐V107脱液，液相进分馏系统，气相进入T101，经贫胺液脱硫洗涤，洗涤后的气相进入V108脱液，气相进入C101,气相经压缩后进入反应系统，洗涤产生的富胺液进入溶剂再生装置，V108顶部气相出口设置一定的废氢排放量，控制循环氢纯度。6、渣油加氢装置HAZOP分析所使用的偏差本次HAZOP分析共使用偏离55个。偏离的全面使用能够充分识别出系统中存在的潜在危险，但是可能导致所用时间较长。如果使用的参数较少，则会遗漏一些问题。表2HAZOP分析所用偏差表引导词参数无(No)少(Less)多(More)逆向(Reverse)异常(OtherThan)节点1原料油进料进料流量流里无流量过小流量过大流量异常V101液位液位无液位过低液位过高液位异常V102液位液位无液位过低液位过高液位异常反应炉进料温度温度过低V101压力压力过高

引导词参数无(No)少(Less)多(More)逆向(Reverse)异常(OtherThan)V102压力压力过高节点2反应进料加热炉F101出口温度温度过低温度过高温度异常F101炉膛氧含量氧含量过低氧含量过高燃料气流量火焰倒窜节点3加氢反应器反应床层温度温度过低温度过高反应器压力压力过低压力过高反应器压差压差过高咼压咼温临氢系统高压高温临氢系统泄漏氢油比氢油比过低氢油比过高节点4高压分离V103液位液位无液位过低液位过高液位异常V105液位液位无液位过低液位过高液位异常V105压力压力过低压力过高V105温度温度过高节点5低压分离V109压力压力过高V104液位液位无液位过低液位过高液位异常

引导词参数无(No)少(Less)多(More)逆向(Reverse)异常(OtherThan)V109液位液位无液位过低液位过高液位异常V109界位界位无界位过低界位过高界位异常节点6循环氢脱硫T101液位液位无液位过低液位过高液位异常T101贫胺液流量流里无流量过低V108液位液位过高液位异常循环氢压缩机出入口温度温度过高循环氢压缩机入口流量流量过低7、渣油加氢装置HAZOP分析结论通过采用HAZOP分析方法，对渣油加氢装置进行了全面的检查和分析，并提出了相应的建议措施。这些建议的提出有助于该公司渣油加氢装置安全生产条件的进一步完善，有助于预防同类安全事故的重复发生，有助于生产过程中的操作维护。本次对油加氢装置全面、系统地进行了HAZOP分析，划分了20个节点，对节点设计到的偏差、原因、后果、保护措施进行了详尽的分析，共提出了6条建议。HAZOP分析方法基于工艺流程图的评估，对于工厂布置、设备设施的缺陷等问题不能反映在流程图上，因此未纳入分析过程，建议采用安全检查表等其他安全评价方法进行相应补充。对本次HAZOP分析的结论和建议进行了归纳总结，主要从安全管理、安全设施、工艺安全等方面提出建议措施，共有6条，具体详见下表。

表3建议措施列表（按节点顺序）序号建议措施原因节点优先等级1建议对反应炉入口管线法兰增设碟簧如流量温度压力波动大,会造成炉入口管线法兰泄漏着火。1低2建议将硫磺装置上燃料组分在线监测数据接入本装置DCS系统现有的燃料气供气系统不稳定，组分波动大，影响加热炉的工作稳定。2低3建议装置去火炬管线增设流量计监控尾氢排放、去火炬的气体排放量，减轻火炬回收的压力，降低损耗。3低4建议咼压咼温临氢系统关键法兰增设碟簧装置系统压力温度波动等造成高温高压法兰泄漏着火，降低安全风险。3低5反应部分建议增加氢油比监测报警氢油比高时会增加压缩机负荷，增加系统能耗。3低6建议根据V105、V109实际生产数据，请设计进行核算并提出相应整改措施V105、V109油水分相不好，造成水中带油，影响后续装置安全环保运行。5低本次HAZOP分析工作，从系统安全的角度对170万t/a渣油加氢装置的危险与可操作性问题进行了归纳与梳理，识别出了装置在工艺和操作方面的潜在危险，进一步提升了装置的本质安全水平。在分析过程中还将装置安全管理的经验充分汇总起来，为企业的工艺安全管理和安全平稳运行提供了有价值的第一手资料，对工艺安全管理及安全操作都具有非常重要的指导意义。8、开展HAZOP分析的建议将HAZOP分析方法应用于渣油加氢装置的安全评价中，不仅排除了工艺装置在设计和操作中可能发生的突然停车、设备损坏、产品不合格以及爆炸、着火、中毒的恶性事故，而且，其HAZOP分析研究成果对于装置的日常生产与维护以及装置的安全管理提供了良好的指导作用，从而提高装置的生产效能和经济效益。另一方面，通过HAZOP的分析研究，可以使设计和操作人员更加全面地了解渣油加氢装置的性能，既完善了设计、保障了装置的生产安全，又充实了生产操作规程。进行HAZOP分析中，应对该方法的有关专业术语有比较深人的了解，避免在应用中出现概念不清的问题。HAZOP分析小组成员每个人都应该是本专业领域内有丰富经验的人。缺乏经验的小组不仅不能成功地完成审查，而且还容易得出不当的结果和错误的建议。要重视HAZOP分析报告中的建议，跟踪报告的执行情况，不能因为对项目投资和进度而放弃合理建议，以致埋下安全隐患。为了以后进一步提高HAZOP分析的效果，建议如下：8.1建议建立公司级HAZOP分析管理制度（对HAZOP分析的活动进行管理，比如：分析队伍、组成模式、开展分析的时间、分析结果的管理、奖惩制度等），并与工艺安全管理和安全标准化体系相结合；8.2建议建立开展HAZOP分析企业标准（风险矩阵、使用的偏离，报告要求，质量标准等）；8.3建议以HAZOP分析为依据，参加HAZOP分析的人员深入掌握HAZOP方法，对HAZOP有更深的认识，利用H