摘 要

HAZOP分析（Hazard Operability Study）是目前工艺生产过程中比较安全可靠的和较为普遍的风险分析方法。在实际安全设计和评价工作中HAZOP分析具有很高的实用性和科学性，一般只用于对详细设计的安全问题负责，所有内容均为技术保密，只存与设计单位。其结果给业主作为紧急应急计划中的主要内容。该方法可用于连续或间歇过程，尤其适用于化学工业系统的风险评价。保护层分析（LOPA）是在定性危害分析的基础上，进一步评估其独立保护层的有效性，并进行风险决策的方法，其主要目的是确定在足够的保护层下使风险满足工业生产要求的风险标准，SIL（Safety Integrity Level）-安全完整性等级。SIL认证一共分为4个等级，SIL1、SIL2、SIL3、SIL4，包括对产品和对系统两个层次。 其中，以SIL4的要求最高。

本文对某重氮化生产运行阶段进行危险与可操作性分析。首先针对反应过程的每个节点进行危险状况描述，并表明设计意图。之后针对每个有安全隐患的节点做出偏差描述，产生原因，事故后果，发生事故风险等级，针对性的建议和整改措施。并最终使其满足预期安全性要求。

结果表明，通过对重氮化反应过程的HAZOP 与LOPA分析及SIL定级设计分析，根据要求划分为节点，选取符合节点要求的偏差，采用“引导词 工艺参数”方法，针对每一个偏差节点进行HAZOP分析，将难以定性定量的风险评估具体化，并辅以风险定级这有助于企业更有效的安全管理。

关键词：HAZOP LOPA SIL 风险评估与决策

HAZOP and LOPA Analysis and SIL Grading Design for a Diazotization Reaction

ABSTRACT

HAZOP analysis (Hazard Operability Study) is the technology is safe and reliable in the process of production and the common method of risk analysis. It is generally only used to be responsible for detailed design safety issues. All contents are technically confidential and only exist with the design unit. The result is to the owner as the main content in the emergency contingency plan. This method can be used for continuous or batch processes, especially for risk assessment of chemical industrial systems. On the basis of qualitative hazard analysis, protection layer analysis (LOPA) is a systematic method to further evaluate the effectiveness of protection layer and make risk decision. Its main purpose is to determine whether there is enough protection layer to make risk meet the enterprise's risk standard, SIL (Safety Integrity Level) - safety integrity level. SIL certification is divided into four levels, SIL1, SIL2, SIL3, SIL4, including two levels of product and system. Among them, SIL4 is the most demanding.

In this paper, the danger and operability of a diazotization production operation stage are analyzed. Firstly, the dangerous situation of each node in the reaction process is described, and the design intention is indicated. After that, deviation description is made for each node with potential safety hazards, including the causes, consequences, risk level of accidents, pertinent suggestions and corrective measures. Finally, it meets the anticipated security requirements.

The results show that the HAZOP and LOPA analysis and SIL grading design analysis of diazotization reaction process can be divided into nodes according to the requirements. The deviations that meet the requirements of the nodes are selected. The method of "guide words process parameters" is adopted to carry out HAZOP analysis for each deviated node. It will be difficult to quantify the qualitative risk assessment concretely and supplemented by risk grading, which will help enterprises to be more effective. Safety management.

Keywords: HAZOP ；LOPOA ；SIL；Risk assessment and decision-making

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2HAZOP和LOPA分析简介 1

1.3 HAZOP分析和LOPA分析的国内外发展 2

1.4 HAZOP分析和LOPA分析基本步骤 3

1.4.1 HAZOP分析步骤 3

1.4.2LOPA分析具体步骤 4

1.5 HAZOP和LOPA分析方法的优缺点 5

1.5.1HAZOP分析方法优缺点 5

1.5.2LOPA分析方法优缺点 6

1.6 HAZOP分析方法的运用 6

1.7LOPA分析方法的运用 7

第2章研究项目概况 8

2.1生产工序介绍 8

2.1.1生产工艺原理及化学反应 8

2 .1.2生产工艺流程 8

2.1.3生产工艺技术条件 9

第3章节点划分与分析过程 10

3.1节点划分 10

3.2节点的HAZOP和LOPA分析以及SIL定级 10

3.3 重氮盐釜及其进出料管线 23

第4章总结 31

4.1HAZOP分析结果与建议措施 31

4.2HAZOP分析说明 38

第5章 结论与展望 39

5.1 总结 39

5.2 展望 39

参考文献 42

第1章 绪论

1.1引言

石油化工行业与人类经济发展的原材料产业，能源产业息息相关。石化工生产过程中，安全隐患颇多，安全事故频发。是各个国家安全生产监督的重点和难点。距离“3·21”响水爆炸事故已经过去了几个月,但其造成的社会影响非常恶劣、伤亡人数之多、社会反响之强烈,至今让人心有余悸。我国安全生产发展滞后，各项安全生产规定和应急制度亟需完善。安全生产不仅在石化生产中占据着至关重要的地位，也与国家安定、社会稳定有着密不可分的联系。

1.2HAZOP和LOPA分析简介

HAZOP是英文Hazard and Operability Analysis的缩写，也可成为可操作性研究，是英国化学公司（ICI）开发的系统性安全分析方法，特别适用于连续的化工操作过程，以及相关工业和机械工业系统安全分析。HAZOP分析诞生于20世纪60年代的化工企业，主要用于化工系统的设计和定型阶段发现潜在的危险性和操作难点，以便于考虑控制和防范措施。

最开始的HAZOP分析方法属于管线到管线的分析方式。将生产系统拆解成容器和管线，运用引导词，针对每个管道和容器分别进行分析。后来随着时间迁移，这种方法也发生了进化与完善。目前流程是将工艺系统分解成不同的子系统，即“节点”。针对每一个节点，参考一系列引导词，通过偏离识别可能的事故剧情，评估风险，提出整改的措施和建议。因此，LOPA分析是HAZOP分析的后续操作，是HAZOP分析结果的补充^[1]。LOPA分析的是为了确认现有对现有非常严重事故后果风险的保护是否足够，是否需要额外的SIS保护，并确定增加SIS系统的风险降低目标^[1]。虽然LOPA分析可以确定附加SIS系统的风险降低目标，但是SIS系统是否可以根据规范达到了所需的安全完整性级别(SIL, Safety Intgrity level)，是否达到预定的风险降低目标，还需要通过SIL分析来定量，这也是SIL分析的主要内容和目的。因此，SIL分析是验证LOPA分析结论，HAZOP、LOPA分析是SIL分析的前期准备工作。

1.3 HAZOP分析和LOPA分析的国内外发展

欧美各个国家在漫长的工业发展过程中，从血淋淋的事故和大量的生命财产损失中认识到安全生产的重要性。 HAZOP分析在欧美发达国家得到了很大的发展和改进。国外相继开发出了PHA Works 软件和HAZOP 等软件。这些软件只能减轻工作量，并不能够智能化分析。然而随着现代工业的发展，简单的定性风险分析已不能满足工业对于风险分析要求。实现HAZOP技术的定量分析，为企业提供更为可靠的技术分析报告，逐渐成为HAZOP发展的必然方向。HAZOP分析应用在我国起步相对较晚，主要应用于石油、化工过程危险分析，但近年来在政府和企业及科研单位的推广下，HAZOP分析技术得到了快速发展。在政府引导下，我国企业逐步引入HAZOP分析，但是开展情况并不乐观，因为需要大量的资金投入，大部分国内行业并不待见HAZOP技术，相对的一些著名的外企更注重HAZOP技术的推广。 在HAZOP分析方法的改进上国内学者主要做了以下工作：岳士凯等开发了SDG-HAZOP专家系统软件的框架结构，并且借助Visual Basic6.0平台上完成部分模块的开发。齐海涛等在HAZOP分析基础上，筛选出合成氨工艺中的容易发生后果严重的事故，引入事故树分析技术，并将SDG模型应用于HAZOP分析。许芝瑞等提出将LOPA分析融入HAZOP分析，实现信息和数据共享，验证现有的保护措施是否有效，实现HAZOP半定量化分析。