李海峰 呂興連 宗光喜

(濱化集團(tuán)股份有限公司 山東濱州 256600)

聚醚是生產(chǎn)聚氨酯產(chǎn)品和表面活性劑的重要原料,主要由含活性氫基團(tuán)的起始劑與環(huán)氧乙烷(EO)、環(huán)氧丙烷(PO)等在催化劑存在下經(jīng)加聚反應(yīng)制得。聚合單元是聚醚生產(chǎn)企業(yè)的重大危險(xiǎn)源[1-2],危險(xiǎn)與可操作性(HAZOP)研究是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的一種可用于定性分析或定量評(píng)價(jià)的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法,在杜絕及減少事故的發(fā)生、降低災(zāi)害帶來的損失及事故原因分析等方面發(fā)揮了重要作用,被公認(rèn)為是可極大提高工廠生產(chǎn)安全性、可靠性的一種安全評(píng)價(jià)方法[3-5]。本文通過HAZOP分析方法對(duì)聚醚裝置的聚合單元進(jìn)行了分析,希望對(duì)同行有一定的參考和指導(dǎo)作用。

1 裝置背景及相關(guān)化學(xué)品的性質(zhì)

濱化集團(tuán)股份有限公司采用間歇式工藝生產(chǎn)聚醚多元醇,裝置的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為8萬t/a。該裝置主要包括聚合反應(yīng)、中和、干燥和過濾等工藝過程,主要危險(xiǎn)物料是環(huán)氧化物,工藝及其操作物料的危險(xiǎn)性主要是環(huán)氧化物與起始劑在聚合反應(yīng)釜發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚醚多元醇的過程。

環(huán)氧丙烷在常溫常壓下為無色透明的低沸易燃液體,具有類似醚類氣味;其化學(xué)性質(zhì)活潑,易發(fā)生開環(huán)聚合反應(yīng),可與水、氨、醇、二氧化碳等反應(yīng),生成相應(yīng)的化合物或聚合物。環(huán)氧丙烷對(duì)粘膜和皮膚有刺激性,可損傷眼角膜和結(jié)膜,引起呼吸系統(tǒng)疼痛,皮膚灼傷和腫脹,甚至組織壞死。

環(huán)氧乙烷是一種最簡(jiǎn)單的環(huán)醚類化合物,在低溫下為無色透明液體,在常溫下為無色帶有醚刺激性氣味的氣體,易燃易爆,化學(xué)性質(zhì)非?；顫?能與許多化合物發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)。

2 HAZOP分析的節(jié)點(diǎn)劃分

為了符合邏輯并有效地進(jìn)行HAZOP分析,本文探討范圍僅限于聚醚裝置聚合單元,分析的范圍確定為物料從輸送泵到反應(yīng)釜。

按照HAZOP分析要求,根據(jù)裝置實(shí)際情況,將聚醚聚合單元?jiǎng)澐譃槠鹗紕┻M(jìn)料、前處理、環(huán)氧化物進(jìn)料3個(gè)節(jié)點(diǎn),各節(jié)點(diǎn)及其功能見表1。

表1 聚醚聚合單元分析節(jié)點(diǎn)

3 HAZOP分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

公司HAZOP分析小組分別對(duì)聚醚裝置聚合單元的3個(gè)節(jié)點(diǎn)的偏差、原因、后果和保護(hù)措施進(jìn)行了分析,分析時(shí)可能用到的偏差及原因如下:

(1)無流量:管線上安裝有盲板/止回閥方向錯(cuò)誤/手動(dòng)閥關(guān)閉/流量計(jì)顯示錯(cuò)誤/調(diào)節(jié)閥故障/斷電/設(shè)備故障;

(2)流量過大:旁通閥打開/泵揚(yáng)程降低/泵出口閥門開度過大/調(diào)節(jié)閥開度大無法調(diào)節(jié)/調(diào)節(jié)閥故障/泵處理能力變大/管線泄漏/開閥錯(cuò)誤;

(3)流量過小:管線不暢/管線、閥門、容器結(jié)垢/調(diào)節(jié)閥故障開不大/黏度(密度)變化/流量與揚(yáng)程互為牽制/手動(dòng)閥未開啟;

(4)壓力過大:進(jìn)料過快導(dǎo)致反應(yīng)加劇/相互連接的高壓系統(tǒng)泄漏/泄壓放空不足/儀表顯示故障/進(jìn)料泵揚(yáng)程變大/泄壓閥隔離措施不夠;

(5)壓力過小:真空管線或閥門延遲或未關(guān)閉/保護(hù)氣體管線堵塞;

(6)液位過高:流入大于流出/控制故障/液位計(jì)故障/出口隔離或堵塞/容器溢流/液位報(bào)警和連鎖失效;

(7)液位過低:流出大于流入/液位計(jì)故障/進(jìn)口隔離或堵塞/液位報(bào)警和連鎖失效/泄漏/停留時(shí)間不足;

(8)溫度過高:環(huán)境溫度高/換熱器結(jié)垢或堵塞/冷卻水中斷或流量小/內(nèi)部反應(yīng)失控/伴熱或加熱介質(zhì)漏入工藝單元/夾套內(nèi)漏蒸汽/蒸汽調(diào)節(jié)閥故障;

(9)溫度過低:環(huán)境溫度低/換熱器結(jié)垢或堵塞/冷卻水流量大,夾套漏水/循環(huán)水調(diào)節(jié)閥故障/熱量損失/蒸汽閥開度小。

對(duì)聚醚裝置聚合單元分析形成的HAZOP分析記錄表分別見表2至表4。

表2 起始劑進(jìn)料過程HAZOP分析過程記錄表

表3 前處理HAZOP分析過程記錄表

表4 環(huán)氧化物進(jìn)料HAZOP分析過程記錄表

以傳統(tǒng)的HAZOP分析方法對(duì)聚醚裝置聚合單元進(jìn)行安全分析,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致事故的偏差16個(gè),分析造成偏差的原因46個(gè),這些偏差在一定程度上對(duì)聚醚生產(chǎn)周期、運(yùn)行安全和質(zhì)量有重要的影響。針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的偏差,分析其導(dǎo)致的原因和后果,采取了相應(yīng)措施進(jìn)行消除,說明傳統(tǒng)的HAZOP分析方法可以全面識(shí)別出工藝流程中潛在的危險(xiǎn)因素,可為企業(yè)安全生產(chǎn)管理以及事故防治和安全防護(hù)措施的制定提供重要依據(jù)[6-7]。

4 結(jié)束語

HAZOP分析方法可以全面系統(tǒng)地對(duì)聚醚聚合單元進(jìn)行審查,通過以偏差為起點(diǎn)逐步分析,發(fā)現(xiàn)工藝中可能存在的安全問題,分析針對(duì)性強(qiáng),對(duì)提高工藝裝置的安全性和減少各類事故的發(fā)生具有重要的意義,對(duì)提高車間的管理水平和實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)具有良好的指導(dǎo)作用。為提升HAZOP分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與客觀性,并克服傳統(tǒng)HAZOP分析定性化、經(jīng)驗(yàn)化的局限性問題,對(duì)聚醚聚合單元開發(fā)新的量化型HAZOP分析技術(shù)顯得日趨重要。