基于HAZOP-LOPA的硝基苯生產(chǎn)裝置風(fēng)險(xiǎn)分析

呂似蘊(yùn)，蔣軍成，虞　奇，陳海嶺

(1.南京工業(yè)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京210009；2.南京工業(yè)大學(xué)江蘇省城市與工業(yè)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京210009；3.江蘇國恒安全評價(jià)咨詢服務(wù)有限公司,江蘇 南京210009)

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基于HAZOP-LOPA的硝基苯生產(chǎn)裝置風(fēng)險(xiǎn)分析

呂似蘊(yùn)1,2,3，蔣軍成1,2,3，虞奇1,2,3，陳海嶺1,2,3

(1.南京工業(yè)大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京210009；2.南京工業(yè)大學(xué)江蘇省城市與工業(yè)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京210009；3.江蘇國恒安全評價(jià)咨詢服務(wù)有限公司,江蘇 南京210009)

摘要：介紹了南化公司年產(chǎn)十萬噸苯胺裝置中苯的硝化反應(yīng)，選擇硝基苯生產(chǎn)裝置中危險(xiǎn)性較大的裝置硝化鍋進(jìn)行了HAZOP分析。經(jīng)過偏差分析發(fā)現(xiàn)硝化鍋物料配比不均、電機(jī)攪拌異常等非正常操作，容易導(dǎo)致反應(yīng)失控，腐蝕性有毒物料易泄出，甚至發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。針對HAZOP篩選出的9個(gè)嚴(yán)重場景，利用LOPA做進(jìn)一步的分析，定量計(jì)算其發(fā)生的頻率，根據(jù)ALARP原則做出風(fēng)險(xiǎn)決策，硝化鍋因投料量過多導(dǎo)致的漫料，遇火源發(fā)生火災(zāi)爆炸這一高風(fēng)險(xiǎn)場景建議采取高液位聯(lián)鎖裝置，地下排污系統(tǒng)作為有效降低其風(fēng)險(xiǎn)的獨(dú)立保護(hù)層。

關(guān)鍵詞：硝基苯；硝化鍋；HAZOP；LOPA；風(fēng)險(xiǎn)分析

硝基苯是重要的基本有機(jī)化工原料，用于生產(chǎn)染料、香料、炸藥等有機(jī)合成工業(yè)，經(jīng)催化加氫或鐵粉還原可得苯胺，這是硝基苯的最主要用途，由苯胺進(jìn)而生產(chǎn)各種有機(jī)中間體，廣泛應(yīng)用于合成皮革(MDI)、橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、軍事及其他工業(yè)[1]。

苯的硝化反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，原料及產(chǎn)品、副產(chǎn)品多屬強(qiáng)腐蝕和有毒物質(zhì)，一旦發(fā)生意外，容易造成火災(zāi)爆炸、燒傷或中毒事故，國內(nèi)硝基苯生產(chǎn)裝置曾發(fā)生多次事故，主要是硝基苯精餾再沸爆炸、1#硝化鍋爆炸、廢水(酸)系統(tǒng)的爆炸及溢料事故、中毒事故等[2]。苯胺生產(chǎn)中需使用氫氣、硝基苯等易燃、易爆、有毒、有害化學(xué)品，極易發(fā)生突發(fā)性或?yàn)?zāi)害性事故，如著火、爆炸、燙傷和污染等。因此，硝基苯生產(chǎn)裝置的風(fēng)險(xiǎn)評估對于提高硝基苯裝置區(qū)的本質(zhì)安全與化工過程安全具有重大意義。

關(guān)于硝基苯生產(chǎn)裝置的風(fēng)險(xiǎn)評估國內(nèi)已有一些研究。如生迎夏等[3]針對硝基苯精餾再沸器爆炸事故進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在硝基苯精餾再沸器停車檢修期間，設(shè)備處于較高溫度狀態(tài)，拆開裝置后，殘余的硝基苯與進(jìn)入的空氣氧化升溫自燃，導(dǎo)致硝基苯氣化燃燒分解爆炸，分解產(chǎn)物及部分氣化未反應(yīng)物在裝置周圍空間發(fā)生第二次空間爆炸；宋會(huì)會(huì)等[4]利用HAZOP分析苯的硝化反應(yīng)，提出精餾塔再沸器內(nèi)一部分蒸發(fā)能力低或者不蒸發(fā)的物質(zhì)殘留在再沸器內(nèi)形成焦化物，成為事故發(fā)生的最大隱患；黃文君等[5]利用蒙德法與事故樹分析對精餾塔再沸器進(jìn)行了研究，提出高溫下混入空氣、法蘭密封不嚴(yán)、閥門失效是導(dǎo)致再沸器發(fā)生爆炸最主要的原因，因此控制再沸器溫度、防止局部累積熱量可以有效地控制此類事故的發(fā)生。目前針對硝基苯生產(chǎn)裝置中典型裝置硝化鍋的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析國內(nèi)還較欠缺。為此，本文選取硝基苯生產(chǎn)裝置中的1#(a、b)硝化鍋進(jìn)行了HAZOP-LOPA分析。

1苯的硝化反應(yīng)

苯的硝化反應(yīng)方程式如下：

1#(a、b)硝化鍋中苯的硝化反應(yīng)過程是：酸性苯從酸性苯罐，通過酸性苯泵輸送至苯混合器中，稀硫酸從稀硫酸高位槽底部經(jīng)循環(huán)稀硫酸冷卻器分別進(jìn)入苯混合器和酸性混合器中，酸性苯與稀硫酸在混合器中充分混合，進(jìn)入1#(a、b)硝化鍋；混酸從混酸貯罐經(jīng)混酸輸送泵輸送至酸混合器，混酸與稀硫酸在酸混合器中充分混合后進(jìn)入1#(a、b)硝化鍋，在攪拌作用下，酸性苯與混酸在1#(a、b)硝化鍋中反應(yīng)；反應(yīng)物料從1#(a、b)硝化鍋溢流至2#硝化鍋，隨后依次溢流至3#、4#硝化鍋繼續(xù)反應(yīng)。由于1#、2#、3#和4#硝化鍋的硝化反應(yīng)一樣，所以本文以1#(a、b)硝化鍋為例，進(jìn)行了HAZOP-LOPA分析。

2硝化鍋的HAZOP-LOPA分析

2.1硝化鍋的HAZOP分析

2.1.1HAZOP分析方法簡介

危險(xiǎn)與可操作性分析(HazardandOperabilityAnalysis，HAZOP)是英國帝國化學(xué)工業(yè)公司(ICI)為解決除草劑制造過程中的危害于20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一套以引導(dǎo)詞為主的危害分析方法，用來檢查設(shè)計(jì)及運(yùn)行階段阻礙項(xiàng)目安全運(yùn)行的各種因素[6]。HAZOP分析主要是針對設(shè)定的單元假設(shè)其發(fā)生偏差，借助頭腦風(fēng)暴法，應(yīng)用引導(dǎo)詞技術(shù)找出全部偏差，并針對偏差找出原因、分析后果、提出對策的一種定性的、結(jié)構(gòu)化的風(fēng)險(xiǎn)分析方法[7]。HAZOP分析的流程如圖1所示。

HAZOP分析中相關(guān)術(shù)語如下：

(1) 節(jié)點(diǎn)(Nodes)：把復(fù)雜的工藝系統(tǒng)分解成若干“子系統(tǒng)”，每個(gè)子系統(tǒng)作為一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”。

(2) 工藝參數(shù)(Processparameters)：與工程有關(guān)的物理化學(xué)特性，由流量、溫度、壓力、液位等組成。

(3) 引導(dǎo)詞(Guidewords)：一個(gè)簡單的詞或者詞組，用來限定或者量化意圖，并且配合參數(shù)得到偏差。

(4) 偏差(Deviation)：各種工藝參數(shù)都有各自安全許可的操作范圍，如果超出該范圍，無論超出的程度如何，都稱為偏差。

(5) 原因(Cause)：導(dǎo)致偏差的條件或事件，在分析過程中，一般不深入到根原因，找到偏差產(chǎn)生的初始原因即可。

(6) 后果(Consequence)：偏差產(chǎn)生的后果，不考慮現(xiàn)有的安全措施。

(7) 現(xiàn)有安全措施(Safeguards)：當(dāng)前設(shè)計(jì)、已經(jīng)安裝的工程設(shè)施或管理措施。

(8) 建議措施(Recommendation)：現(xiàn)有的安全措施不足以控制風(fēng)險(xiǎn)，建議增加消除或控制風(fēng)險(xiǎn)的措施。

2.1.21#(a、b)硝化鍋的HAZOP分析

2009年在國家安監(jiān)總局發(fā)布的《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于公布首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝目錄的通知》([2009]116號)中，硝化反應(yīng)被列為15種重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝中的一種。

本文利用HAZOP分析硝基苯生產(chǎn)裝置中危險(xiǎn)性較大的裝置1#(a、b)硝化鍋，把1#(a、b)硝化鍋及其進(jìn)出料管線劃分為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，列出節(jié)點(diǎn)分析要用到的引導(dǎo)詞與工藝參數(shù)，采用“{引導(dǎo)詞}+工藝參數(shù)”的偏差分析方法逐一進(jìn)行HAZOP分析[8-13]。1#(a、b)硝化鍋及其進(jìn)出料管線需要分析的偏差有32個(gè)，其HAZOP分析結(jié)果見表1。

具體分析過程如下：首先，在HAZOP分析組長的牽頭下，HAZOP分析小組成員們采用“頭腦風(fēng)暴法”，對每個(gè)偏差逐一分析，分析可能導(dǎo)致偏差的原因，比較常見的原因包括管道堵塞、閥門故障、法蘭刺漏、管線腐蝕、焊縫有砂眼、進(jìn)料配比不均、投料負(fù)荷過大、冷卻水失效等[14]；然后，根據(jù)原因結(jié)合偏差描述分析導(dǎo)致的后果，風(fēng)險(xiǎn)矩陣中將風(fēng)險(xiǎn)分為4級，其中S表示后果的嚴(yán)重程度，L表示事故發(fā)生的頻率，R表示風(fēng)險(xiǎn)等級，S、L同分為5級，R根據(jù)分值的不同分為4級，在風(fēng)險(xiǎn)分析中有的風(fēng)險(xiǎn)很高，會(huì)達(dá)到3或者4級，有的風(fēng)險(xiǎn)只有2級甚至只有1級，對于風(fēng)險(xiǎn)很低的偏差，可以忽略不計(jì)，不需投入太多的安全措施；最后，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級的高低，列出已采用針對原因的預(yù)防措施和針對事故后果的減緩措施，HAZOP分析小組結(jié)合現(xiàn)場和已分析出的結(jié)果進(jìn)行討論，對于安全措施不夠的偏差，提出可以明顯降低風(fēng)險(xiǎn)卻還未采取的建議措施。

表1　1#(a、b)硝化鍋及其進(jìn)出料管線HAZOP分析結(jié)果

續(xù)表1

序號偏差偏差描述原因后果SLR安全措施建議措施16泄漏混酸管線泄漏法蘭刺漏,管線腐蝕,焊縫有砂眼,閥門有漏點(diǎn)人員灼傷,環(huán)境污染23Ⅱ人員穿戴防護(hù)用品,加強(qiáng)監(jiān)控,定時(shí)巡檢定期對焊縫進(jìn)行厚度檢測,對管線閥門法蘭、螺栓、閥體、閥門上的螺栓進(jìn)行定期檢查,加強(qiáng)對人員穿防酸服、戴防酸面罩及防酸手套等情況進(jìn)行檢查,加強(qiáng)防護(hù)用品質(zhì)量檢查17壓力過高硝化鍋壓力過高硝化廢氣吸收器堵塞,廢酸輸送泵故障硝化鍋冒出硝煙污染環(huán)境,對人體造成傷害,反應(yīng)失控發(fā)生火災(zāi)爆炸42Ⅲ定時(shí)巡檢,加強(qiáng)監(jiān)控,及時(shí)修理18液位高硝化鍋液位偏高投料量過大,溢流管堵塞漫料對人體造成傷害,污染環(huán)境,遇火源易燃燒42Ⅲ加強(qiáng)巡檢,開車條件確認(rèn)19液位低硝化鍋液位偏低初始開始檢查不到位攪拌軸空轉(zhuǎn)損壞11Ⅰ做好開車確認(rèn)20溫度過高硝化鍋反應(yīng)溫度過高廢酸進(jìn)料偏小,混酸量偏多,循環(huán)水換熱效果差,攪拌不均勻反應(yīng)劇烈,副反應(yīng)較多,溫度失控,存在爆炸危險(xiǎn)42Ⅲ溫度聯(lián)鎖啟動(dòng),流量聯(lián)鎖控制,切斷進(jìn)料,低負(fù)荷運(yùn)行降低投料負(fù)荷,檢查循環(huán)廢酸系統(tǒng),定期維護(hù)好ESD聯(lián)鎖系統(tǒng),對循環(huán)水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查21溫度過低硝化鍋溫度偏低廢酸進(jìn)料偏大,混酸量偏少,循環(huán)水量偏大反應(yīng)不完全,消耗增加21Ⅰ加強(qiáng)監(jiān)控,及時(shí)調(diào)整22腐蝕過快冷卻水管線腐蝕材質(zhì)不合格,使用時(shí)間過長,管線與內(nèi)構(gòu)件異常磨損酸濃度降低,硝煙增高,反應(yīng)異常,稀酸腐蝕性增加32Ⅱ每班分析酸濃度,及時(shí)檢修對循環(huán)水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查,定期對焊縫進(jìn)行厚度檢測,對管線閥門法蘭、螺栓、閥體、閥門上的螺栓進(jìn)行定期檢查23腐蝕過快硝化鍋本體腐蝕焊接質(zhì)量不合格物料泄漏,人員灼傷及中毒,環(huán)境污染,遇火源易造成火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)42Ⅲ定期檢查,人員穿戴防護(hù)用品24腐蝕過快硝化鍋蓋安裝質(zhì)量不合格,或密封墊損壞硝煙外漏造成人員傷害,環(huán)境污染23Ⅱ定期檢查,人員穿戴防護(hù)用品硝化鍋蓋及手孔、法蘭等做到密封,無硝煙泄漏,檢查硝煙吸收系統(tǒng)是否正常25低攪拌/循環(huán)硝化鍋攪拌槳轉(zhuǎn)速降低攪拌槳葉脫落,電機(jī)故障轉(zhuǎn)速偏低,電機(jī)與攪拌軸連接故障,攪拌槳與內(nèi)構(gòu)件摩擦阻力加大硝化鍋溫度突升,反應(yīng)失控42Ⅲ對電流加強(qiáng)監(jiān)控26反轉(zhuǎn)硝化鍋攪拌槳翻轉(zhuǎn)電機(jī)電源線接反攪拌不均勻,效果不好,副反應(yīng)增加11Ⅰ做好開車確認(rèn)27反應(yīng)過慢硝化反應(yīng)過慢投料負(fù)荷低反應(yīng)過度,副反應(yīng)增加11Ⅰ中控分析28維護(hù)過少硝化鍋維護(hù)頻率較低職工培訓(xùn)不到位,責(zé)任心不強(qiáng)系統(tǒng)停車,存在安全隱患11Ⅰ加強(qiáng)職工培訓(xùn)和操作五抓29維護(hù)錯(cuò)誤硝化鍋維護(hù)錯(cuò)誤未嚴(yán)格按照檢修方案維護(hù)系統(tǒng)停車,存在安全隱患11Ⅰ加強(qiáng)維修人員培訓(xùn),嚴(yán)格按照方案維護(hù)30污染、雜質(zhì)原料中含有雜質(zhì)供應(yīng)原料中含有雜質(zhì)對后續(xù)加氫反應(yīng)成品質(zhì)量有影響11Ⅰ31污染、雜質(zhì)副產(chǎn)物攪拌不均勻,投料量配比異常,蛇管泄漏存在爆炸危險(xiǎn),增加焦油采出量42Ⅲ做好中控分析,增加焦油采出量維護(hù)好ESD聯(lián)鎖系統(tǒng),加強(qiáng)成品質(zhì)量和焦油采出監(jiān)控,對硝化鍋的投料和反應(yīng)物料定期進(jìn)行檢查32濃度過低混酸總酸度偏低配制鍋漏水,混酸中水含量偏高反應(yīng)不完全,硝煙增加21Ⅰ做好總酸度的中控分析

2.2硝化鍋的HAZOP-LOPA分析

保護(hù)層分析(LayerofProtectionAnalysis，LOPA)是在定性危害分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步評估保護(hù)層的有效性，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)決策的系統(tǒng)方法。其主要目的是確定是否有足夠的保護(hù)層使風(fēng)險(xiǎn)滿足企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。LOPA分析是近年來國際上廣泛應(yīng)用且行之有效的一種安全防護(hù)措施設(shè)計(jì)與管理的系統(tǒng)科學(xué)方法[15]。

HAZOP分析是定性的分析方法，在本文中利用HAZOP與LOPA相結(jié)合的分析方法可以減小定性分析帶來的誤差，其中S表示后果的嚴(yán)重程度，分為5級。根據(jù)事故后果較為嚴(yán)重的場景利用LOPA分析的方法，對事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，風(fēng)險(xiǎn)決策通常采用ALARP原則，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)處于高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，該風(fēng)險(xiǎn)不可接受，應(yīng)采取行動(dòng)降低風(fēng)險(xiǎn)；如果風(fēng)險(xiǎn)水平處于低風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，該風(fēng)險(xiǎn)可以接受；如果風(fēng)險(xiǎn)水平處于中風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可考慮風(fēng)險(xiǎn)的成本與效益分析，采取降低風(fēng)險(xiǎn)的措施，使風(fēng)險(xiǎn)水平“盡可能低”。

HAZOP分析得到的危險(xiǎn)場景，經(jīng)過篩選得到重大危險(xiǎn)場景，是LOPA分析的基礎(chǔ)；HAZOP偏差分析得到的非正常原因，為LOPA分析初始事件提供直接信息；HAZOP分析得到的不利后果及后果嚴(yán)重程度，為LOPA分析影響事件及事件嚴(yán)重程度提供直接信息；HAZOP分析識(shí)別出的現(xiàn)有安全措施，為LOPA分析IPL及其PFD提供直接信息；HAZOP分析得出的安全措施建議，是LOPA進(jìn)行保護(hù)層設(shè)計(jì)的備選方案。HAZOP分析的信息與LOPA分析信息的關(guān)系見圖2[16-20]。

圖2　HAZOP信息與LOPA信息的關(guān)系Fig.2　Relationship of HAZOP information and LOPA　　　information

表1的1#(a、b)硝化鍋HAZOP分析結(jié)果中，事故后果嚴(yán)重性等級為4級的有6條、3級的有5條、2級的有12條、1級的有9條，本文選取事故后果嚴(yán)重性為4級的作為事故場景進(jìn)行LOPA分析，1#(a、b)硝化鍋LOPA分析結(jié)果見表2。

針對硝化鍋及其進(jìn)出料管線這個(gè)節(jié)點(diǎn)選取符合要求的所有偏差，采用“{引導(dǎo)詞}+工藝參數(shù)”的偏差方法逐一進(jìn)行HAZOP分析，并根據(jù)偏差產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度、場景發(fā)生的概率對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級劃分。HAZOP分析中硝化鍋及其進(jìn)出料管線被劃分成32個(gè)偏差，其中風(fēng)險(xiǎn)等級為1級的偏差有15條、2級的有7條、3級的有10條，事故后果嚴(yán)重性等級為4級的有6條、3級的有5條、2級的有12條、1級的有9條，LOPA分析選取事故后果嚴(yán)重性為4級的6條偏差作為LOPA分析的依據(jù)，LOPA分析的每個(gè)場景必須有唯一的初始事件及其對應(yīng)的后果，HAZOP分析中一條偏差可能有多條導(dǎo)致偏差的原因，產(chǎn)生的后果也可能不止一種，所以根據(jù)初始事件與事故后果一一對應(yīng)的原則，這6條偏差可以分為9個(gè)場景，LOPA分析發(fā)現(xiàn)其中3個(gè)場景是因?yàn)槲锪闲孤┯鳇c(diǎn)火源導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸事故，剩下的6個(gè)場景是因?yàn)榉磻?yīng)失控導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸事故?？梢?，火災(zāi)爆炸作為嚴(yán)重的事故后果，是HAZOP與LOPA分析的重點(diǎn)。

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣的判斷，在未采取獨(dú)立保護(hù)層時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)為高等級的事故場景有2個(gè)，風(fēng)險(xiǎn)為中等級的事故場景有5個(gè)，風(fēng)險(xiǎn)為低等級的事故場景有2個(gè)，在LOPA進(jìn)一步的分析中發(fā)現(xiàn)，一部分風(fēng)險(xiǎn)為中高等級的場景未采取足夠降低風(fēng)險(xiǎn)的獨(dú)立保護(hù)層，其中硝化鍋因投料量過多導(dǎo)致的漫料，遇火源發(fā)生火災(zāi)爆炸這一場景并沒有采取獨(dú)立保護(hù)層，導(dǎo)致剩余風(fēng)險(xiǎn)仍然為高風(fēng)險(xiǎn)。LOPA這種簡化的定量風(fēng)險(xiǎn)分析可以幫助我們判斷出單元的薄弱環(huán)節(jié)在哪，哪些獨(dú)立保護(hù)層需要投入更多的精力去維護(hù)，最后可根據(jù)ALARP原則對于剩余風(fēng)險(xiǎn)仍為中高等級的場景，采取相應(yīng)有效的獨(dú)立保護(hù)層。

表2　1#(a、b)硝化鍋LOPA分析結(jié)果

3結(jié)論

(1) 依據(jù)HAZOP編制的硝基苯裝置評價(jià)報(bào)告，無法定量直觀地反映偏差發(fā)生的可能性與后果的嚴(yán)重程度到底有多大，單元內(nèi)哪些安全措施是有效的，以及作為預(yù)防性與減緩性的安全措施，對于降低事故的可能性與嚴(yán)重程度是否足夠。LOPA分析作為半定量的風(fēng)險(xiǎn)分析方法可以為HAZOP達(dá)到技術(shù)上的突破。

(2)LOPA分析方法需要建立在定性評價(jià)方法的基礎(chǔ)上，本文基于HAZOP-LOPA的分析方法，首先通過HAZOP分析硝基苯裝置可能產(chǎn)生的偏差，為LOPA分析提供了大量的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，LOPA分析通過這些數(shù)據(jù)篩選出需要分析的事故場景，然后定量分析出初始事件與場景發(fā)生的頻率，最后判斷出哪些安全措施是獨(dú)立保護(hù)層，獨(dú)立保護(hù)層的失效概率是多少，場景中所采取的獨(dú)立保護(hù)層是否足夠。

LOPA分析方法中初始事件的頻率、獨(dú)立保護(hù)層失效概率的準(zhǔn)確性以及風(fēng)險(xiǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，是今后HAZOP-LOPA分析技術(shù)改進(jìn)的方向。

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Risk Analysis of Nitrobenzene Production Unit Based onHAZOP-LOPA

LYUSiyun1,2,3,JIANGJuncheng1,2,3,YUQi,CHENHailing1,2,3

(1.College of Safety Science and Engineering,Nanjing Tech University,Nanjing 210009,China;2.Jiangsu Key Laboratory of Urban and Industrial Safety,Nanjing Tech University,Nanjing 210009,China;3.Jiangsu Guoheng Safety Evaluation & Consultation Service Co.,Ltd.,Nanjing 210009,China)

Abstract:This paper presents the nitration reaction of benzene in aniline production unit of 100,000t capacity per year of Nanjing CHEMICAL,and conducts HAZOP analysis on the nitrification pot which is a high-risk device in the nitrobenzene production unit.After deviation analysis,the paper concludes that improper operations,like inhomogeneous mixing of material ratio and stirring abnormality of motor,are easy to cause reaction runaway,escaping of corrosive toxic materials and even fire and explosion accidents.In the view of the 9 severe scenarios selected by HAZOP,the paper applies LOPA to further analysis of calculating the occurrence frequency of these scenarios.Then,based on the ALARP principle,the paper makes the risk decision for the high-risk scenario that fire and explosion occurs when the overflow materials from nitrification pot due to excessive feeding capacity are exposed to an ignition source.It is suggested that interlocking control on liquid level and underground sewer system should be introduced to reduce the risk as an independent protection layer.

Key words:nitrobenzene;nitrification pot;HAZOP;LOPA;risk analysis

文章編號：1671-1556(2016)03-0129-06

收稿日期：2015-09-17修回日期：2016-01-27

作者簡介：呂似蘊(yùn)(1988—)，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)楣I(yè)裝置區(qū)及化工園區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評估。E-mail:a9908994@qq.com

中圖分類號：X937;TQ246.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.2016.03.022

通訊作者：蔣軍成(1967—)，男，博士，教授，主要從事城市公共安全、工業(yè)過程及裝備安全等方面的研究。E-mail:j_c_jiang@163.com