中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司安玉峰

0  前言

環(huán)氧乙烷是易燃、易爆、有毒物質(zhì)，常溫常壓下為無色氣體，其閃點(diǎn)為-17.8℃，沸點(diǎn)為10.4℃，爆炸極限為3%-100%，能與空氣形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。環(huán)氧乙烷若遇高熱可發(fā)生劇烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會(huì)著火回燃。^[1]因此，環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)及貯存的風(fēng)險(xiǎn)很大，一旦在此過程中發(fā)生大量泄漏，將給職工的身體健康、生命安全帶來嚴(yán)重威脅，甚至對(duì)附近居民及環(huán)境造成極大危害。鑒于上述原因，分析環(huán)氧乙烷生產(chǎn)及貯存系統(tǒng)存在的危害因素，查找事故隱患并采取相應(yīng)對(duì)策或提出改進(jìn)措施，從而有效的預(yù)防和抑制事故的發(fā)生，就成為一個(gè)十分重要的課題。而采用HAZOP方法對(duì)環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)及貯存系統(tǒng)的危險(xiǎn)部位進(jìn)行分析，是一個(gè)很好的途徑。

1  環(huán)氧乙烷生產(chǎn)及貯存流程簡(jiǎn)介^[1]

鎮(zhèn)海煉化環(huán)氧乙烷/乙二醇裝置采用美國(guó)陶氏化學(xué)（Dow）工藝專利技術(shù)，以乙烯和氧氣為原料，在銀催化劑、甲烷或氮?dú)庵路€(wěn)劑、二氯乙烷抑制劑、氨促進(jìn)劑的存在下，在一定的溫度和壓力條件下經(jīng)過反應(yīng)器反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。循環(huán)氣經(jīng)吸收、解吸、在吸收后得到一定濃度的環(huán)氧乙烷水溶液，該溶液經(jīng)過精制塔的精制可以得到環(huán)氧乙烷的產(chǎn)品。

從精制塔出來的環(huán)氧乙烷產(chǎn)品經(jīng)過換熱器冷卻到10℃后進(jìn)入環(huán)氧乙烷貯罐。環(huán)氧乙烷貯罐為臥式貯罐，材質(zhì)為碳鋼，容積為447 m³，安放在四側(cè)鋼筋混凝土的安全密封拱頂內(nèi)，拱頂設(shè)置頂棚，以減少天氣變化對(duì)操作的影響。利用氮?dú)庋a(bǔ)充和放空系統(tǒng)將環(huán)氧乙烷貯罐壓力控制在0.3MPa左右，通過泵及冷卻器將貯罐內(nèi)的環(huán)氧乙烷循環(huán)冷卻至-10℃，并將貯罐的溫度控制在-5℃。在貯罐需要清空、產(chǎn)品不合格或受到污染時(shí)，可以將環(huán)氧乙烷返料至精制塔再精制。

貯存后的環(huán)氧乙烷通過泵輸送到環(huán)氧乙烷裝車站裝車。

2  HAZOP介紹^[2]

危險(xiǎn)與可操作性研究 (Hazard and Operability Studay，簡(jiǎn)稱HAZOP)是英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司開發(fā)的一套以引導(dǎo)詞為主體的危害分析方法，主要用來識(shí)別和估計(jì)過程中安全方面的危險(xiǎn)及操作性問題。它通過系統(tǒng)分析新設(shè)計(jì)或已有工廠的生產(chǎn)工藝流程和工藝功能，來評(píng)價(jià)裝置、設(shè)備的個(gè)別部位因誤操作、機(jī)械故障或缺陷而引起的潛在危險(xiǎn)，并評(píng)價(jià)其影響程度，同時(shí)提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2.1  HAZOP分析的引導(dǎo)詞

    HAZOP研究的重點(diǎn)是工藝部分或操作步驟的各種具體值，它的基本過程就是以引導(dǎo)詞為引導(dǎo)，對(duì)過程中工藝狀態(tài)的變化或偏差加以確定，找出裝置及過程中存在的危害。引導(dǎo)詞的主要目的之一是能夠使所有相關(guān)偏差的工藝參數(shù)得到評(píng)價(jià)。具體引導(dǎo)詞含義如表1所示。

表1. HAZOP分析引導(dǎo)詞及含義

2.2  HAZOP分析的內(nèi)容及步驟

HAZOP分析的內(nèi)容主要包括：偏差、原因、后果、保護(hù)措施、建議措施等。它的主要步驟為：確定分析單元或節(jié)點(diǎn)，完成分析結(jié)果和討論，提出相應(yīng)措施和建議。具體分析過程如圖1所示。

3  HAZOP分析

由于環(huán)氧乙烷生產(chǎn)及貯存系統(tǒng)存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，是整個(gè)裝置的關(guān)鍵部分。一旦出現(xiàn)設(shè)備缺陷或者操作、控制失誤，造成環(huán)氧乙烷大量外泄，將對(duì)整個(gè)裝置造成嚴(yán)重威脅，甚至發(fā)生火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故，給職工、公司、社會(huì)及周邊環(huán)境造成極大危害。因此，對(duì)生產(chǎn)過程中危險(xiǎn)性較大的環(huán)氧乙烷貯罐進(jìn)行HAZOP分析有重要意義。

3.1  分析單元

將環(huán)氧乙烷貯罐入口閥門至環(huán)氧乙烷分配泵入口閥門這一工段作為分析單元（節(jié)點(diǎn)）。如圖2所示。

環(huán)氧乙烷貯罐主要控制的工藝參數(shù)為：溫度、液位、壓力等。

圖1.  HAZOP分析流程簡(jiǎn)圖

圖2. 環(huán)氧乙烷生產(chǎn)及貯存系統(tǒng)分析單元示意圖

3.2  分析結(jié)果及討論^[3]

因篇幅所限，以環(huán)氧乙烷貯罐的液位為例進(jìn)行HAZOP分析，分析結(jié)果見表2。

表2. 環(huán)氧乙烷貯罐液位HAZOP分析

從環(huán)氧乙烷貯罐液位的HAZOP分析結(jié)果中可以看出，存在的主要偏差有環(huán)氧乙烷貯罐無液位、液位偏高或偏低、環(huán)氧乙烷泄漏等，為了控制這些偏差的發(fā)生，裝置采取了一系列措施，如液位報(bào)警、聯(lián)鎖停車、安全閥、設(shè)置有毒氣體報(bào)警儀、設(shè)置消防及職業(yè)衛(wèi)生設(shè)施等，對(duì)事故的發(fā)生起到了一定的阻止或減緩作用。同時(shí)，運(yùn)用HAZOP方法對(duì)環(huán)氧乙烷貯罐的溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，裝置在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程采取的如溫度（壓力）報(bào)警、溫度（壓力）聯(lián)鎖、設(shè)置專用氮?dú)夥蛛x罐、設(shè)置冷卻系統(tǒng)等措施，基本上能保證正常生產(chǎn)和操作的進(jìn)行，并滿足安全生產(chǎn)的需要。但考慮到環(huán)氧乙烷的危險(xiǎn)性和其大量泄漏的嚴(yán)重后果，如環(huán)氧乙烷貯罐破裂導(dǎo)致環(huán)氧乙烷大量泄漏時(shí)，已有的措施不能完全滿足裝置的應(yīng)急處置要求。因此，還需要增加或完善一些安全控制措施。

3.3  安全措施和建議

1）增加固定式有毒氣體檢測(cè)報(bào)警儀的數(shù)量。按照GB50493-2009《石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，有毒氣體監(jiān)測(cè)點(diǎn)與釋放源之間的距離不宜大于2米，應(yīng)考慮增加5臺(tái)有毒氣體報(bào)警儀并合理分配位置，以便能及時(shí)有效的監(jiān)測(cè)環(huán)氧乙烷的泄漏情況。

2）增加便攜式檢測(cè)報(bào)警儀數(shù)量。裝置技術(shù)人員、班組及裝車系統(tǒng)操作人員有近20人，現(xiàn)有5臺(tái)便攜式環(huán)氧乙烷檢測(cè)報(bào)警儀已不能滿足巡檢及現(xiàn)場(chǎng)操作的需要，需要再增加5臺(tái)以保證巡檢和應(yīng)急使用。

3）改善水噴淋系統(tǒng)。改善水噴淋系統(tǒng)的控制方式，又三處一點(diǎn)控制改為三處三點(diǎn)控制，并適當(dāng)擴(kuò)大其覆蓋面積，以增強(qiáng)處理能力，提高處理效率。

4）增設(shè)事故噴淋及洗眼器，盡量降低環(huán)氧乙烷泄漏對(duì)人身的傷害。

5）增設(shè)水、汽、風(fēng)等公用工程服務(wù)站，方便操作人員應(yīng)對(duì)輕微泄漏和處理事故隱患，提高處理效率。

6）改善貯罐內(nèi)通風(fēng)管線，擴(kuò)大其影響范圍，提高可用動(dòng)力空氣的量，增強(qiáng)貯罐混凝土防爆墻內(nèi)空氣的流動(dòng)性，防止環(huán)氧乙烷泄漏后積聚。

7）制定并完善事故應(yīng)急預(yù)案。定期組織應(yīng)急預(yù)案演練，并根據(jù)演練過程中暴露的問題完善應(yīng)急預(yù)案，以提高處理突發(fā)事故的能力。

8）加強(qiáng)人員培訓(xùn)。①熟練掌握操作法、工藝技術(shù)規(guī)程及HSE規(guī)程，熟悉現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案。②提高消氣防技能，如消防水炮使用、水噴淋系統(tǒng)應(yīng)用、報(bào)警系統(tǒng)使用、空氣呼吸器的佩戴、中毒急救訓(xùn)練等。

9）加強(qiáng)日常安全管理。①加強(qiáng)直接作業(yè)環(huán)節(jié)的管理，特別是嚴(yán)格控制動(dòng)火作業(yè)。②開展經(jīng)常性的隱患排查和整改，做好日、周、月檢工作。③加強(qiáng)巡檢，發(fā)現(xiàn)故障及隱患及時(shí)處理。

4  結(jié)論

通過對(duì)環(huán)氧乙烷貯罐的HAZOP分析，發(fā)現(xiàn)主要存在的問題有有毒氣體檢測(cè)報(bào)警儀數(shù)量不足、液位計(jì)故障或讀數(shù)偏差大、事故狀態(tài)下消防及職業(yè)衛(wèi)生設(shè)施不能完全滿足要求、操作人員處理突發(fā)事故的能力不足等，因此裝置應(yīng)落實(shí)相應(yīng)的對(duì)策和措施，以提高環(huán)氧乙烷生產(chǎn)及貯存系統(tǒng)的安全性和可靠性。同時(shí)，要應(yīng)用HAZOP方法對(duì)環(huán)氧乙烷生產(chǎn)及貯存系統(tǒng)其它的單元及操作參數(shù)進(jìn)行分析，找出系統(tǒng)中存在的問題和不足，并采取措施加以改進(jìn)或完善，確保裝置的生產(chǎn)安全。