HAZOP分析在氢气提纯装置上的应用

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1 氢气提纯
1.1 氢气提纯装置
大庆石化公司开发公司氢气提纯装置始建于1993年，主要生产的产品是高纯氢和纯氢。

氢气生产提纯是采用西南化工研究院设计制造的变压吸附技术。

产品检测采用美国高迈公司专业检测设备。

该装置主要有氢气变压吸附部分、压缩机部分、汇流排和供氢系统四部分组成。

1.2 工艺流程
来自大庆石化公司化工一厂的3.2 MPa 原料粗氢进入本装置，经压力调节后在1.6 MPa 、环境温度下进入由4个吸附塔组成的PSA ―H2系统，系统采用4―1―1/P 工艺流程，进行吸附提纯。

提纯后输送至V202储罐的合格氢气以1.55 MPa 的压力进入压缩机，经过压缩机压缩至13MPa ，一部分氢气输送至汇流排进行充装。

另一部分氢气充入固定的钢瓶（2组，共计300支）储存，经自立式调节阀减压到3.0 MPa 后，通过管线输送到聚丙烯装置和线性聚乙烯装置。

1.3 装置风险分析工作开展状况
该氢气提纯装置按照《大庆石化公司风险管理规定》风险分析按照风险管理规定，采用全员危险因素识别、风险评价、风险防控等程序进行了风险分析，并制定了《氢气提纯装置风险防控
措施台账》。

按省、市两级政府部门及大庆石化公司对危险化工工艺开展HAZOP 分析的要求，开发公司气体车间组织开展了氢气提纯装置的HAZOP 分析工作，在原有风险分析的基础上，进一步识别了工艺安全风险。

1.4 HAZOP 分析方法
危险和可操作性分析（Hazard and Qperability Anlysi ，缩写HAZOP)是20世纪60年代ICC （英国帝国化学工业公司）开发的，1977年英国化学工业协会（CIA ）对外发布。

自20世纪70年代以来得到广泛应用[1]。

HAZOP 分析方法是工艺安全管理体系（PSM ）中，工艺危害分析工作所使用的方法之一，适用于装置从设计值退役的工艺危害分析。

该方法广泛应用于化工、炼油、精细化工、气体处理、油田、污水处理、新能源工厂等领域。

国家安全监督管总局工业和信息化部关于危险化学品企业贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的实施意见（安全总管三[2010]186号），其中要求企业要积极利用危险和可操作性分析（HAZOP ）等先进科学的风险
收稿日期：2019-10-20
作者简介：刘佳兵，男，2008年毕业于长江大学高分子材料与工程专业，学士，主要从事基层安全管理工作，注册 安全工程师。

电话：150****4816，E-mail:****************
HAZOP 分析在氢气提纯装置上的应用
刘佳兵
（中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司开发公司，黑龙江 大庆 163714）
摘　要：介绍了HAZOP 分析方法在氢气提纯装置上的应用。

通过组织人员培训、划分节点、确定引导词、偏差，将每个节点进行HAZOP 分析工作，并根据风险的可能性与严重性，确定了风险等级，分析已有保护措施。

对于较大风险，制定了建议措施。

并将HAZOP 分析识别的较大及一般风险融入氢气提纯装置的风险防控措施台账。

通过开展HAZOP 分析工作，进一步提高了氢气提纯装置的本质安全水平。

关键词：危险与可操作性分析 本质安全 氢气提纯 危害分析
评估方法，进行隐患排查，提高安全生产水平。

2 HAZOP分析前准备
1）开展HAZOP分析应由专业HAZOP分析人员，为此，公司派专业技术人员参加中国石油天然气集团公司的HAZOP分析师培训，学习HAZOP分析知识及应用方法。

2）2018年1月公司气体车间成立了HAZOP 分析小组，该小组由工艺、设备、安全、质量等专业技术人员、班组长及经验丰富的操作人员组成。

共同学习HAZOP分析方法及HAZOP分析的应用实例，掌握HAZOP分析流程、技巧。

并设置了HAZOP分析组长及秘书，采用头脑风暴分析法进行HAZOP分析。

HAZOP分析小组应吸纳各方面的人才，注重一线生产操作人员经验，但不能以经验代替科学[2]。

公司HAZOP分析小组涵盖了HAZOP分析师、各专业技术人员及经验丰富的操作人员。

3）准备HAZOP分析资料
氢气提纯装置流程图（PID图）3张；《氢气提纯装置操作规程》；危险化学品安全技术说明书（H2）氢气提纯装置工艺流程图；氢气提纯装置安全设施分布图；氢气提纯装置物料平衡图；氢气提纯装置风险防控措施台账；氢气提纯装置安全阀台账等。

3 HAZOP分析流程
HAZOP分析流程见图2。

按照图2所示的HAZOP分析流程公司开展HAZOP分析工作。

3.1 节点划分
根据氢气提纯装置工艺流程图及PID图，将氢气提纯装置的HAZOP分析划分为4个节点，分别为变压吸附装置、压缩机组、汇流排和供氢系统四个部分。

表1为各个节点设计的意图。

3.2 构建偏差矩阵
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）可能出现的变化图1
氢气站工艺流程
图2 HAZOP分析流程
（偏差）加以分析。

本次HAZOP 分析根据装置实际，引用的确定引导词和偏差如表2所示。

表2
引导词及偏差
3.3 召开HAZOP 分析会议
按照氢气提纯装置划分的节点依次开展分析。

根据每个节点的工艺参数控制，选择参数—确定偏差—分析偏差原因—确定偏差后果—分析已有保护措施—评估风险的接收性并提出可行的建议措施—填写HAZOP 分析记录表，如表3所示，直至分析完全部节点。

形成完整的4个HAZOP 分析记录表。

3.4 形成HAZOP 分析记录
在氢气提纯装置已完成的四张HAZOP 分析
表1
节点划分及设计意图
记录表的基础上，确定风险等级，根据分析结果，编制《氢气提纯装置HAZOP 分析报告》及《HAZOP 分析记录表》，提出建议措施。

此次分析对氢气提纯装置进行了工艺流程HAZOP 分析，共分析PID 图纸3张，节点4个，分析问题42项，提出建议8条，并将建议上交上级有关部门。

上级部门应对本HAZOP 分析报告中提出的建议措施进行。

3.5 形成HAZOP 分析记录
在氢气提纯装置已完成的四张HAZOP 分析记录表的基础上，确定风险等级，根据分析结果，编制《氢气提纯装置HAZOP 分析报告》及《HAZOP 分析记录表》，提出建议措施。

此次分析对氢气提纯装置进行了工艺流程HAZOP 分析，
共分析PID 图纸3张，节点4个，分析问题42项，提出建议8条，并将建议上交上级有关部门。

上级部门应对本HAZOP 分析报告中提出的建议措施进行进一步的评估，根据风险管理合理可行的原则和可接受风险要求，在成本控制和风险降低方面取得平衡，从而确定对每条具体建议措施采取：完全采纳接受、部分采纳接受、提出更好的措施、进一步研究或者拒绝的行动。

4 HAZOP 分析结果及意义
4.1 本次HAZOP 分析结果
通过开展氢气提纯装置HAZOP 分析，进一步识别了氢气提纯装置的工艺风险，并形成了建议措施。

对于提高该装置的本质安全水平起到良好的益处。

根据分析结论，将识别出的较大及一般风险汇总列入《氢气提纯装置风险防控措施台账》，制定了详细的风险防控措施。

4.2 HAZOP 分析意义
企业开展HAZOP 分析，有助于提高装置的本
表3 HAZOP
分析记录表（部分）
质安全水平降低重大事故发生的可能性；有助于合理的控制工艺风险，科学投入和落实安全措施；有助于技术人员理解和掌握工艺过程，有助于员工培训，提高技术素质。

经过系统化的HAZOP 分析和审查，能够高效的识别出操作过程中的风险，从而为编制有效的操作规程提供助力。

5 HAZOP分析的不足之处及局限性
HAZOP分析也有一定的局限性，HAZOP分析质量依赖于分析小组组长的能力、小组成员的知识、经验及合作程度。

HAZOP分析基于现有的图纸，不考虑设计图纸未说明的行动和操作。

由于有些装置上的变动而未进行图纸改动的部分，需要到现场进行核实。

作为一项工艺安全管理体系（PSM）的一部分内容，企业的风险分析不能完全依赖HAZOP分析，还要进行PSM其它要素的危害分析工作，最终形成全面的PSM管理体系。

6 HAZOP分析几点注意事项
在HAZOP分析的基础上，根据HAZOP分析学习、实践，提出几点注意事项：
1）提出HAZOP分析建议时要注意在减少一项风险的同时，有时可能增加新的风险，一定要辨识好。

2）HAZOP分析结果为应急预案编制、设计变更、隐患治理、员工培训、操作规程修订提供重要依据材料。

3）HAZOP分析后果时，不考虑现有保护措施，直接到导致的最终结果。

4）HAZOP分析应考虑装置的检修周期，最好在检修前一年开展HAZOP分析工作，以预留充足的时间进行采购工作，并在检修期实施建议措施的关闭。

参考文献：
[1] 姜春明，赵文芳.HAZOP风险分析方法[J].
安全、健康和环境，2006，6（6）：35-38. [2] 朱向丽，邵理云，李国平，等.HAZOP分
析在安全管理应用中的问题分析及对策探
讨[J].安全、健康和环境，2017，17（2）：
29-32.
色。

基础地脚螺栓、设备、结构安装完成后，将螺栓全部涂抹黄油并用塑料膜包裹，再用PVC管防护。

进入现场的材料、设备开箱验收后，全部采用防火篷布进行覆盖保护。

已安装完成的动设备、电机采取四周搭设脚手架，顶部采用钢踏板固定的硬防护措施，防止高空落物造成对设备的损害。

对所有到现场的电气产品，不论甲方还是乙方供货，大到电机，开关柜、接线箱、接线盒，小到电源插座、开关，供货厂家必须提供3C认证证书，并在官网进行比对，对在官网上有公示、且在有效期内的产品方可使用，否则不能用于施工。

3.7 文档资料的同步性建制
在实际施工作业中，为了确保项目的高效和真实性，避免资料和施工工序脱节，本项目在一个施工工序与之对应的施工资料同时完成后才能进入下一道施工工序。

所用表格应为现行国家、行业标准表格，技术参数符合设计技术要求和现行国家、行业标准，使资料的时效性和真实性得到保证，从而真正做到对施工作业的可追溯性。

建立标准表格和施工作业过程资料台账，做到过程资料格式、内容的统一和唯一性，也确保了施工过程全面控制目标的达成。

4 结语
施工过程标准化管理是适应现今行业发展的必由之路，以“6S”标准管理为理念，对施工作业的质量和安全进行全面标准化管理，根据现场质量、安全实际情况不断深化落实标准化，持续改进各项措施，形成适应不断发展的施工作业标准化管理。

（上接第12页）
(standardized management, standardized site and standardized operation), this paper combines the actual situation of management, site and operation with the text requirements of system documents, visualized scheme, operation and operation rules. It matches standardized site pictures with the management terms of various projects one by one, forming the “Picture Catalogue”. Thus various management terms can be seen easily. This “Picture Catalogue” is convenient for staff at all levels to refer to and use. And it can promote the visualization and convenience of the system comprehensively. Meanwhile, the “Three Standardized Management Picture Catalogue” is combined with the system management and PDCA cycle concept to check and correct the weaknesses in time and ensure the effective operation and continuous improvement of the safety management system.
Key words: three standardized; catalogue; management; visualization
H A Z O P A N A L Y S I S O N H Y D R O G E N PuRIFICATION PLANT [20]
Liu jiabing.(PetroChina Daqing Petrochemical Company, Daqing, Heilongjiang, 163714) Abstract: The application of HAZOP analysis method in hydrogen purification unit is presented in this paper. By organizing personnel training, dividing nodes, determining lead words and deviations, HAZOP analysis is carried out for each node and based on the probability and severity of risk. determining the risk level and analyzing the existing protection measures. And HAZOP analysis and identification of large and general risks into the hydrogen purification unit risk prevention and control measures ledger. By carrying out the HAZOP analysis, the intrinsic safety level of the hydrogen purification unit is further improved.
Key words: hazard and operability study/HAZOP；intrinsic safety；purification of hydrogen；hazard analysis
ANALYSIS ON THE DESIGN OF FIRE ALARM SYSTEM FOR LNG TERMINALS IN GAS POWER PLANT[24]
Zhou Huawei.(Wuhan Jianghan Chemical Design Co., Ltd., Wuhan, Hubei, 430223)
Abstract：The reliability of the system power supply of the automatic fire alarm system is related to whether the system can carry out alarm linkage according to the expectation after fire occurs. In design, the configuration of the system is usually determined by experience, and the impacts of the power bus on the stable operation of the system are often neglected for devices with more linkage, large load and far distance. Taking LNG terminal in gas power plant as an example, this paper deduces the impacts of power bus on the reliability of automatic fire alarm system based on the actual system composition, and gives three different power supply design schemes. This provide design reference for engineering designers so as to avoid failure of firefighting equipment to act reliably in the event of fire due to unreasonable cable cross-sectional area, length or system configuration.
Key words: automatic fire alarm system; power bus; power supply design; LNG terminal
AN ACCIDENT SIMuLATION ANALYSIS METHOD FOR SECONDARY CNG FILLING STATION[28]
Luo Peng, Dong Jianguo.(CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co., Ltd., Tianjin, 300131) Abstract: Compressed natural gas (CNG) is a kind of clean vehicle fuel which is usually filled in various vehicles at gas stations. The equipment at secondary CNG filling station is relatively simple, so it is suitable for constructing in places where there is no fixed natural gas sources. It is easy to be popularized in cities. CNG has the characteristics of high pressure, flammability and explosion. And vehicles pull in and out of the station frequently. Once an accident occurs, it will cause casualties and property losses in the surrounding areas, which will affect the normal life of residents. This paper introduces an accident simulation analysis method for secondary CNG filling stations, which can be used for quantitative analysis of accident consequences at secondary CNG filling stations.
Key words: secondary CNG filling station; accident simulation; quantitative analysis
EFFECTS OF CA2+ CONTENT ON CORROSION BEHAVIOR OF 20# STEEL IN OILFIELD PRODuCTION WATER[30]
Gao Jin.(Sinopec Petroleum Engineering Corporation, Dongying, Shandong, 257000)
Abstract: This paper mainly studies the effects of Ca2+ content on corrosion behavior of 20# steel in oilfield production water. High temperature and high pressure corrosion simulation experiments are used to study the corrosion law of 20# steel under different working conditions. OLI hydrochemical analysis software is used to calculate the effects of different Ca2+ contents on scaling risk. Such methods as SEM, XRD and 3D morphology observation are used to analyze the morphology and composition of corrosion products on the surface of 20# steel. The results show that when the Ca2+ content is less than 1000 mg/L, there is no scaling risk on the surface of 20# steel and the surface of the sample is mainly general corrosion; when the Ca2+ content exceeds 1000 mg/L, the scaling risk of 20# steel increases with the increasing of Ca2+ content and the main component of scaling is CaCO3. The local corrosion formed under the scale layer tends to
ABSTRACTS PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENT AL PROTECTION TECHNOLOGY
Bimonthly. 20 Feb. 2020 V ol. 36 No. 1·Ⅱ·。