三乙醇胺装置系统HAZOP分析报告报告材料

山东宏艺科技股份有限公司三乙醇胺装置HAZO分析报告
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日期：2015年10月21日
HAZO小组确认表
HAZO分析报告
目录
丄、八、亠
1冃I」言
2总贝卩
2.1 HAZOP分析目的
2.2 HAZOP分析依据的图纸
2.3 HAZOP分析依据的资料
2.4 HAZOP分析的基本流程
3概况介绍
3.1装置规模
3.2流程叙述
3.3原料及产品
3.4公用工程简介
4 HAZOP简介
4.1 HAZOP分析方法
4.2分析动机
5、HAZOP分析过程描述
5.1准备工作
5.1.1 HAZOP小组组成及分工
5.1.2 HAZOP分析的范围
5.2分析过程
5.2.1 HAZOP分析的时间和地点
5.2.2装置节点划分
5.2.3 HAZOP分析使用的偏差列表
6 HAZOP分析成果
6.1 HAZOP分析记录表
6.2 HAZOP分析建议措施说明6.3 HAZOP分析成果
6.4 HAZOP 执行
附：
1、流程图（节点划分图）
2、分析记录表
3、建议措施汇总表
4、风险评价准则
根据国家安监总局相关要求，为了实现本质安全，减少在危化品储存过
程中可能存在的危害因素，合理分配安全资金投入等目的，山东宏艺科技股
份有限公司有限责任公司安环科组织对公司三乙醇胺生产装置开展HAZOP （危险和可操作性）分析工作。

HAZOP分析与研究主要针对研究范围内各参数偏差产生的原因、可能导
致的后果及已采用的安全措施，对偏差产生的风险进行了分析，并对部分引起较大风险并且控制措施不足的偏差提出了进一步削减风险的措施。

2. 总则
2.1 HAZOP分析的目的
本次HAZOP分析的主要目包括：
①识别出三乙醇胺装置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的措施，从而防止事
故的发生或减小事故可能的后果。

③通过HAZOP分析活动提高干部员工对更加装置深层次的认识，加强系
统风险预防、控制手段。

④在公司内部锻炼出一支具有一定HAZOP分析理论知识和实际操作能
力的队伍。

2.2 HAZOP分析依据的图纸
本次HAZOP分析的图纸为淄博汇智设计院提供的《三乙醇胺装置工艺管
道及仪表流程图》。

2.3 HAZOP分析依据的资料
本次HAZOP分析所依据的资料主要包括：
（1）《生产工艺操作规程》
(2) 《三乙醇胺装置工艺管道及仪表流程图》 (3) 《特种设备台账》 (4) 《设备操作规程》 (5)
《安全设施台账》
2.4 HAZOP 分析的基本流程
确定分析范围
解释总体流程
选择节点
检查并赞同设计意图
选择参数
选择引导词
偏差是否可信
是否得到所选参数的引
导词偏差
所有引导词是否都用于所
是否所有参数都已分析
装置概况介绍
模是否所有节点都已分析
三乙醇胺装置年设计生产规模为析结束 2000吨，拥有一个罐区( 2台100m3
* 对所选择参数使用引导词，得到偏差说明
分析产生的原因、结果、
已有措施，风险等级评 估，提出建议措施。

选参数
环氧乙烷贮罐、2台50m3液氨贮罐），五套三乙醇胺反应系统
3.2罐区工艺
3.2.1罐区组成
环氧乙烷罐区由两台100m3不锈钢材质的卧式贮罐组成，两台贮罐一备
一用，充装系数0. 85，贮量：79吨。

储罐区四周有围堰，高度约为 1.2m。

储罐区设置了有毒有害气体报警器2台、2只视频监控探头。

液氨罐区由两
台50m3碳钢材质的卧式贮罐组成，两台贮罐一备一用，充装系数0. 85, 贮量：32吨。

储罐区四周有围堰，高度约为 1.2m。

储罐区设置了有毒有害
气体报警器2台、2只视频监控探头。

所有贮罐有高低液位、温度、压力远传报警系统。

在储罐区进口安装了人体消除静电设施，所有管道均有静电接地，配备了移动式干粉灭火器。

在储罐区两侧安装了独立避雷针
3.2.2 环氧乙烷罐区贮存工艺方法和特点
环氧乙烷储罐原料是由专用槽罐车辆运输，压料至贮罐后充入N2进行氮封，氮封压力控制在0.2-0.4MPa左右。

环氧乙烷贮罐有温度、压了、液
位远传监控报警.在压料同时，三个数据出现异常情况时，进料管线上的紧急切断阀门自动关闭进料。

液氨储罐原料是由专用槽罐车辆运输，压料至
贮罐后充入N2进行氮封。

贮罐有温度、压了、液位远传监控报警.在压料同时，三个数据出现异常情况时，进料管线上的紧急切断阀门自动关闭进料。

3.2.3 工艺流程说明
环氧乙烷贮罐进料，进料前贮罐进料金属软管与槽车环氧乙烷出料口相连接，N2软管与槽车相应口相连接。

然后打开贮罐进口阀，再打开槽车出料阀，打开槽车N2进口阀门，槽车充压至0.3-0.4Mpa。

如贮罐压力升高，
可适当开启放空阀，以使贮罐压力低于槽车压力。

待料放空后，用N2对管道内余料进行吹扫。

最后关闭N2阀，关闭槽车上N2阀，关闭出料阀，关闭
贮罐进料阀。

断开全套软管，备用。

环氧乙烷计量罐进料，对计量罐进行氮气置换，然后通过氮气（》0.25MPa）将环氧乙烷贮罐中的环氧乙烷压入环氧乙烷计量罐，并进行氮封
（压力为0.02MPa）待用。

液氨贮罐进料，进料前贮罐进料金属软管与槽车液氨出料口相连接，储 罐气相平衡管与槽车气相口相连接。

然后打开贮罐气相出口，再打开槽车气 相阀门，相通进行气相平衡，然后再打开储罐物料进口阀，再打开槽车出料 阀，开启液氨卸车泵进行卸车。

待料卸净后，最后关闭储罐气相阀，关闭槽 车上气相阀，关闭出料阀，关闭贮罐进料阀。

断开全套软管，备用。

3.3间歇法三乙醇胺合成工艺合成工艺 331反应原理
当氨和环氧乙烷（EO 进行反应时，氨分子上 3个活泼的氢原子会逐个 被羟乙基
（一CF 2CH 2OH ）取代而相继生产一乙醇胺（MEA ）、二乙醇胺（DEA 和 三乙醇胺（TEA ），反应的催化剂是碳酸氢铵（NH 4HCQ ）.
3.3.2化学反应
一乙醇胺生成反应:
二乙醇胺生成反应:
CH 2CH 2OH
2环氧乙烷 + 氨 — 二乙醇胺
CH2CH2O
NH 3 NH 2CH2CH2OH
H 2C
CH 2
NH 3 H 2NCH 2CH 2OH
环氧乙烷 + 氨
一乙醇胺
2CH 2CH2O + NH 3
NH (CH2CH2OH ) 2
H 2C
CH 2
CH 2CH 2OH
NH 3
HN
三乙醇胺生成反应：
3CH 2CH2O + NH 3 — N (CfCH t OH) 3
3环氧乙烷 + 氨 - 三乙醇胺
上述是生成乙醇胺三个主反应，他们对于 NH 3而言是一组串联的逐次反应，
对于E0则是一系列并行的竞争反应，只要一起反应，必然生成三种乙醇胺的混合 物,想要单独生成某种乙醇胺是不可能的。

当然，原料中NH 3和E0的比例（NH 3/EO 摩尔比，称氨烷比）还是可以在一定程度上影响三种乙醇胺在产物中的相对比率。

为了工艺的安全进行，环氧乙烷必须完全反应掉，通过过量氨水来解决。

反 应剩余的氨通过蒸氨蒸出，用水吸收生成的稀氨水，再用液氨配成一定浓度循环 使用。

蒸馏过程带出的水，少量一乙醇胺和二乙醇胺中间产物，随水和氨一起循 环（氨的沸点为-335C, —乙醇胺的沸点为170C,二乙醇胺的沸点为2688C ， 三乙醇胺的沸点为360C ）。

非正常状态下的氨，尾气以及环氧乙烷等通过氨吸收 塔吸收。

不外排。

（2）醇胺反应操作 将配比好的25%的氨水通过泵加至密闭的反应釜中，
温度加热至50C ，通过向环氧乙烷计量罐补入 N 2形成压力差，液态环氧乙烷由计 量罐按一定流量加入反应釜中，此过程为放热反应，需用循环水通过盘管夹套和 外循环冷却器降温，反应温度控制在
50-95C,最高压力低于0.3MPa,加完料后维 持反应约0.5小时，使环氧乙烷完全反应。

氨与环氧乙烷
的投料物料摩尔比为 3:4, 反应生成物中一乙醇胺占 4.6%,二乙醇胺占10.3%,三乙醇胺占85%，其他反应 物占0.1%。

NH
s
3
CH 2
+ N
CH 2CH 2OH
CH 2CH 2OH CH 2CH 2OH
（3）蒸氨操作环氧乙烷与氨水在反应釜中反应结束后，在反应釜盘管和
夹套内通入蒸汽，进行负压密闭蒸馏。

氨吸收罐与真空泵相连，在蒸氨中期启动真空泵，产生一定的负压，促使氨和部分水蒸气蒸出，蒸出的氨和部分水蒸气通过真空冷却器冷却，冷却得到的氨水进入氨吸收管，而极少量的未冷凝的氨气进入吸收塔被吸收。

蒸出的氨及水通过冷凝器冷却后，由冷凝器密封压入氨吸收罐，冷凝介质为冷却水，冷凝率为95%。

由于使用真空泵会产生少量的空气，需要放
空排放，放空气体经吸收塔吸收后，经15米高排气筒排放，吸收率为93%。

吸收塔中的稀氨水由稀氨水泵泵至配氨罐。

蒸氨温度控制在90-140E，负压密闭蒸馏，蒸馏出未反应的氨以及过量的水，通过检测釜内产品的水分，判断蒸馏是否完成，氨的蒸出率为100%。

剩余的物料
主要为醇胺混合物及少量的水、杂质，泵至成品罐待用。

3.4原料及产品
环氧乙烷理化性质分析表
切断气源。

若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体 喷水冷
却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。

灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。

灭 火方法
3.4公用工程简介
341高压蒸汽
蒸汽由锅炉厂提供，合成系统使用的是其中的低压蒸汽。

使用压力：0.6MPa, 温度140C。

3.4.2冷却水
装置直接从循环冷却水系统接收冷却水。

出口温度42C，入口温度32C）
3.4.3配电系统
装置的电源由两条进线提供：6KV,50H z,3相。

4、HAZOP分析工作介绍
4.1 HAZOP分析方法
HAZOP分析方法是英国帝国化学工业公司（IC D为解决除草剂制造过程中的危害，于
I960年代发展起来的一套以引导词为主体的危害分析方法，用来检查设计的安全及危害的因果来源。

HAZOP分析是由各专业人员组成的分析小组，通过对系统工艺过程和操作详
细的进行检查，以确定过程的偏差是否导致不希望的后果发生，HAZOP分析将列
出引起偏差的原因、产生的后果、以及针对这些偏差及后果已使用的安全保护措施，当分析组确信对这些偏差的保护措施不当时，将提出相应的改进措施。

方法的本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。

在这个过程中，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（也就是分析节点），分析偏离实际工艺条件的偏差所导致的危险和可操作性问题。

HAZOP分析的基本理念和程序如表4.1所示。

引导词法HAZOP分析是按照科学的程序和方法，用引导词来定性或定量地给
出针对设计意图或操作参数的偏离，以激发头脑风暴式的思维来模拟出相应的非正常的工况，来找出引发偏离的诱因和偏离的后果，确定现有的安保措施，并提出建议。

在引导词法中，系统地针对工艺过程的每一个节点，将每一个引导词应用在工艺变量上，如此反复，直到整个工艺工程分析完毕。

常用的HAZOP引导词及其含义
上面所说的设计意图是设备或管线所满足的特定目的，并不一定指正常操作工况，如一段装有安全阀的管线，它也许从来不会在安全阀起跳的流量和压力条件下操作。

但设计意图是当安全阀起跳时，管线能够满足此条件下的压力和流量。

工艺参数及操作
工艺参数包括：流量温度、压力、液位、组成、反应速度、粘度、PH值等。

操作包括：装填、运送、吹扫、清空、排凝、放空、维修、混合、隔离、排
放、检查、开工、停工等。

节点的概念
在HAZOP分析中节点指所选择的一个或多个设备做为研究对象。

节点可以是一段管线、一台泵、一个容器、一台换热器或大至整个工艺流程。

节点的选择及节点的大小是非常重要的。

一般的节点以功能来划分，不同功能的设备划分为不同的节点。

如果同一功能的几个设备画在不同的P&ID图上，这可以看作一个节点。

例如包含工艺物流系统、燃料物流系统和燃烧炉整个可以当作一个节点；或者将工艺物流和燃料油系统做为一个节点，将烧天然气的燃烧炉做为一个节点，燃烧箱当做另一个节点。

HAZOP风险分析小组成员首先根据装置系统进行了分析节点的划分：对于连续的工艺操作过程HAZOP分析节点为工艺单元，从进入的PID管线开始，继续直至设计意图的改变，或继续直至工艺条件的改变，或进行直至下一个设备。

常见的节点类型见表4.2
HAZOP是系统化的风险识别工具，可以在项目的任何阶段应用。

按照安监总局的要求，
对于新建、改建项目应进行HAZOP分析，对于涉及已有工艺生产设施变更的改建项目，应于设计阶段完成HAZOP分析；对于新建项目，原则上应于初步阶段完成第一次HAZOP分析；如后续有较大变更，应于详细涉及阶段重新进行HAZOP分析。

同时，对于正在运行的装置也应进行HAZOP分析，自装置投产之日起，应每隔3---5年，进行一次HAZOP分析，确定当前生产、技改和扩能所能带来的风险，以便控制和减少风险及可操作性的问题。

五、HAZOP分析过程描述
5.1准备工作
5.1.1 HAZOP 小组的组成及分工
本次HAZOP分析确定的组成人员人员主要包括山东宏艺科技股份有限公司有
限责任公司安全科安全员、生产部管理人员及技术人员。

具体HAZOP小组成员见
表5.1-1。

实用标准文档
本次HAZOP分析范围为环氧乙烷罐区所有物料进出、储存过程，三乙
醇胺合成工艺装置。

分析的图纸为《贮罐工艺管道及仪表流程图》《生产装
置工艺管道及仪表流程图》。

该图纸所反应的装置基本工艺信息符合HAZOP
分析的技术要求。

包括以下内容：PID图纸3张、管道无数根、储罐4个、反应釜5个、冷凝器器10个、配氨罐3个，机泵16台。

5.2分析过程
5.2.1 HAZOP 分析的时间和地点
2015年10月3日开始收集资料，具体分析的时间为2015年10月17日至2015
年
月日，分析的地点为系统现场以及公司三楼会议室。

具体时间见下表:
备注：★出席 ☆缺席
5.2.2装置节点划分情况
本次装置HAZOP 分析PID 图3张，如表4.2;共划分为6个节点，如表:
523 HAZOP分析使用的偏差列表
本次HAZOP分析时共考虑8类工艺参数，其与不同的引导词构成了本次HAZOP分析所使用的偏差，HAZOP分析所应用的工艺参数及引导词列于表4.3-2中。

表5.2-3 HAZOP分析所应用的偏差表
六.HAZOP分析结果
6.1 HAZOP分析记录表
HAZO分析记录表见附件I
6.2 HAZOP分析结果汇总详述
针对三乙醇胺生产储存装置在HAZOF会议中的讨论，下面按照不同节点，风险等级进行分类、汇总如下表6.2
风险等级分类表
6.3 HAZOP分析记录表及建议措施说明
HAZOP分析小组通过对一系列偏差，系统的对每一个工艺节点进行审核，分析导致偏差产生的原因和由此可能产生的后果，并通过在对现场已采用的安全措施进行识别和判断的基础上共补充了20条安全对策措施和建议。

具体建议措施汇总见表。

6.4 HAZOP的执行
队应按照建议制定操作方案，确保相关变化的危害性和可操作性已在HAZOP中得到确认。

HAZOP分析后期跟踪的常规程序为：应对HAZOP分析报告中提出的建议措施进行进一步的评估，根据风险管理的最低合理可行原则和可接受风险要求，做出回复，对每条具体建议措施可用完全接受、修改后接受或拒绝接受的形式。

对所分析出的安全问题安排跟踪计划，HAZOP小组利用风险矩阵图对分析出的安全问题进行了初步风险等级评估。

在进行后期跟踪时，HAZOP安全评价项目会议记录表中的问题确定整改，并进行反馈。

具体见风险整改确定表
环氧乙烷罐区危险与可操作性分析表
装置名称：环氧乙烷罐区分析节点
:贮罐日期：
文案大全
文案大全
实用标准文档
文案大全
文案大全
液氨罐区危险与可操作性分析表
装置名称：罐区分析节点
:液氨贮罐日期
文案大全
三乙醇胺装置危险与可操作性分析表
装置名称：配氨过程分析节点3:配氨罐日期：10.17-10.19
液
氨
泵
14 出
口
压____ 力
液17氨
泵压下游管线阀门力
误关闭高
泵进出口法兰
由于振动、腐
蚀造成泄漏
泵出口管线可能
超压
液氨泄漏至环境,
造成污染
进料管线有安全阀保护，加
强巡检
1、周围有报警仪；2加强
巡检和检查；
轻微
轻微
9 20配
氨
打
料
泵
配
氨
打
料
泵
配
氨
打
料
泵
压管线两端阀门
力误关闭
高
泵进口阀门关
闭关闭
泵进出口法兰
由于振动、腐
蚀造成泄漏
导致泵憋坏，泄露
导致泵空转，损
坏。

液氨泄漏至环境，1、
造成污染
加强操作和培训
加强操作和培训
1 3 3
周围有报警仪；2加强巡检和
检查；
1
轻微
轻微
轻微
三乙醇胺装置危险与可操作性分析表
装置名称：计量罐分析节点4:计量罐日期：10.17-10.19
三乙醇胺装置危险与可操作性分析表
实用标准文档
附件:
风险评价准则
1、事件发生的可能性准则按表一确定。

表一事件发生的可能性（L）判断准则
2、事件发生后果的严重性准则按表二确定。

表二事件后果的严重性（S）判断准则。