醇酸樹脂生產(chǎn)工藝聚合工段的HAZOP分析研究

郭改珍(上海誼超化工咨詢有限公司，上海 200233)

0 引言

醇酸樹脂生產(chǎn)工藝聚合工段為常壓聚合工藝，聚合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生產(chǎn)過程工藝操作危險(xiǎn)性大，為確保生產(chǎn)過程安全、穩(wěn)定運(yùn)行，針對(duì)醇酸樹脂生產(chǎn)聚合階段工藝系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，采用HAZOP 分析法進(jìn)行分析，找出影響聚合工藝安全、穩(wěn)定運(yùn)行的核心要素，并針對(duì)各核心要素提出風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

1 HAZOP分析法介紹

HAZOP分析法(Hazard and Operability Analysis)即“危險(xiǎn)與可操作性分析”，是一種以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的用于定性分析或定量評(píng)價(jià)的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法，多用于生產(chǎn)裝置和工藝系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析。采用HAZOP分析法對(duì)工藝系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，在開始危害分析時(shí)，HAZOP分析小組將工藝系統(tǒng)劃分為若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，并以節(jié)點(diǎn)為單位，運(yùn)用“引導(dǎo)詞”的導(dǎo)引功能查找工藝系統(tǒng)中因工藝參數(shù)偏離引起的風(fēng)險(xiǎn)，分析風(fēng)險(xiǎn)后果和危險(xiǎn)程度，討論現(xiàn)有安全措施能否在工藝參數(shù)偏離下保障生產(chǎn)系統(tǒng)安全，提出需要補(bǔ)充的控制措施。

本文應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

2 裝置概述

2.1 工藝裝置

本論文采用HAZOP分析法分析年產(chǎn)4000噸醇酸樹脂生產(chǎn)工藝的聚合工段，該工段涉及的主要裝置如下：

聚合反應(yīng)器：立式，容積3m3；操作參數(shù)：溫度為200～230℃，壓力為-0.09/0.095MPa。

醇酸樹脂生產(chǎn)中液體投料是通過計(jì)量槽稱重模塊與計(jì)量槽進(jìn)出口管道上的開關(guān)閥聯(lián)鎖控制方式進(jìn)行。固體(粉料)投料由固體料倉投料口投料。固體投料口采用負(fù)壓式除塵器。

2.2 聚合工藝簡(jiǎn)介

醇酸樹脂生產(chǎn)工藝采用多元醇與多元酸按一定配比在催化劑的作用下發(fā)生酯化反應(yīng)，脫出副產(chǎn)物水，不斷縮聚為高分子材料。經(jīng)稀釋劑稀釋，硅藻土過濾得到產(chǎn)品。醇酸合成原理見圖1，工藝流程見圖2。

3 HAZOP分析

根據(jù)醇酸樹脂生產(chǎn)工藝聚合工段的實(shí)際情況，HAZOP分析如表1所示。

4 裝置穩(wěn)定性分析

通過HAZOP 分析以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得出影響醇酸樹脂生產(chǎn)工藝聚合工段穩(wěn)定運(yùn)行的核心要素為運(yùn)行溫度和攪拌速率。為確保聚合反應(yīng)運(yùn)行安全，對(duì)核心要素采取自動(dòng)化控制DCS控制系統(tǒng)：

(1)反應(yīng)釜設(shè)二組安裝遠(yuǎn)傳溫度計(jì)，并將溫度同導(dǎo)熱油調(diào)節(jié)閥連鎖，自動(dòng)控制反應(yīng)釜溫度；

(2)反應(yīng)釜夾套設(shè)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，并與溫度聯(lián)鎖；

(3)反應(yīng)釜設(shè)高溫報(bào)警，高高溫聯(lián)鎖切斷導(dǎo)熱油切斷閥，并聯(lián)鎖啟動(dòng)循環(huán)水冷卻。

圖1 醇酸樹脂合成原理圖

圖2 醇酸樹脂生產(chǎn)工藝流程框圖

表1 醇酸樹脂聚合工段HAZOP分析

(4)進(jìn)料總管和反應(yīng)釜上設(shè)視鏡，及時(shí)進(jìn)行人工觀察；

(5)進(jìn)料前通過計(jì)量罐計(jì)量好投料量，一次性加入，加入總量小于反應(yīng)釜容積；

(6)安裝遠(yuǎn)傳液位計(jì)，并設(shè)高低液位報(bào)警，高高液位聯(lián)鎖關(guān)閉進(jìn)料閥門停止進(jìn)料，低低液位聯(lián)鎖關(guān)閉出料閥門停止出料；

(7)設(shè)置攪拌速率接入DCS系統(tǒng)，攪拌速率異常停止加料；

(8)設(shè)置攪拌故障報(bào)警。

5 結(jié)語

通過對(duì)醇酸樹脂生產(chǎn)聚合工段工藝系統(tǒng)HAZOP 分析，確定了影響醇酸樹脂生產(chǎn)聚合工段安全運(yùn)行的核心要素，并提出各核心要求的控制措施。只有將各核心要素的控制措施在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)落實(shí)到位，并確保其有效運(yùn)行，才能保障醇酸樹脂生產(chǎn)聚合工段長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行。