0 引言

化工产业是促进国民经济快速、稳定发展的支撑性产业，近些年该产业发展脚步加速，特别是新化合物类型与数目增多、结构更替、工艺复杂性提升等，使其运营过程更具高风险性。精细化学制造工艺繁杂、多变，危险事故频发、能耗高、污染严重对本行业发展形成了制约作用。HAZOP是20世纪60年代发展起来的一套分析“偏差”的危害分析法，具体分析时会罗列出引起偏差的成因、形成的后果及可采用的相关安保措施等，将该法用于分析模拟生产装置多项工艺指标可能出现的偏离问题时，和FMEA、FTA相比较，其更适用于辨别装置工艺级操作全程的各种危害，查找风险因素并探究相应的防控措施，最终维持与公共装置安稳运行过程。

1 HAZOP技术概述

1.1 原理

HAZOP分析可以被看成是一个细致辨识危险源与可操作性问题的过程，基本是依赖一个分析团队去落实具体是系统的使用多种引导性词汇去辨识设计意图存在的潜在性偏离，并将这些偏离设定为“触发器”，鼓励团队成员去思索偏离问题的成因以及可能引起的不良后果。为使分析过程更便利的推进，可以将系统细化成数个节点，对各节点的设计意图作出确切定义、在HAZOP分析内，“节点”为所选定的一个或数个设备作为目标研究对象，可以小至一段管线，大到整个工艺流程。

1.2 分析流程

从宏观层面上，可把HAZOP测评执行过程细化为如下四个阶段[1]：阶段I—启动：确定分析范畴与目标，设定分析小组并确定组员及相应职责。

阶段II—准备：拟定分析规划，采集数据，协商记录形式，制定工作日程计划。阶段III—分析：将系统肢解为数个节点；选定某个节点并设定设计意图；采用引导词辨识各要物的偏离情况，探析偏离成因，预测可能出现的后富哦；辨识维护、检测方法；作出可采用的补救/缓解方法等。阶段IV—文档与追踪：录入具体分析状况，签订分析文档，书写分析报告，追踪建议方法的执行实况，特殊情况下对系统的部分节点进行再分析，形成最后的输出报告。

2 HAZOP技术在精细化工装置中的应用

2.1 分析加工数个相似不同产品装置

精细化工装置生产制造流程较为漫长，依照工艺流程；历时长短于同一套装置上能制造出数个相似度高的产品或者中间品，不同产品的制造工艺流程尽管长短有别，但在单元反应种类、操作方法上维持统一性、材料理化性质、危险源属性以及安全性质3方面存在较高相似度。采用HAZOP技术分析时可选用各生产流程最长的产品作为目标对象，其囊括了整个生产装置，为精确辨识其安全风险因素创造了便利条件[2]。

2.2 分析数个等同工艺单元构成的装置

纵观精细化工装置的运作情况，不难发现数套等同的生产装置通过并联方式构成了局部生产工艺，这些装置采用的设备、管道(件)、控制仪表及工艺操作参数及操作规程均别无二致，运作阶段投用类型相同的原材料、中间产物及成品。这就预示着HAZOP分析阶段可选用其内任何一套作为代表进行测评，落实辨识化工装置工艺风险的任务。

2.3 科学辨识节点

基于精细化理念运行的很多化工装置操作以间歇式过程为主，在节点划分实践中应确立各单元内操控主体设备的主导作用，节点中的分析对象有主体即附属设备、管道(件)及控制仪表。

2.4 确定偏差

HAZOP技术分析阶段，利用引导词结合参数设定研究对象的偏差，“无”“更少、低于”“更多、更高”“反向/逆向”“部分”等均是HAZOP技术应用阶段常用的引导词，对应的偏差类别分别是“否定”“数量、程度的变化”“替换”“性质的改变”[3]。在化工生产实践中结合其特性设定的主要工艺参数(要素)有压力、温度、液位、酸碱度、真空度、流动速度及操作等。在使用部分引导词去设定化工装置工艺状态以及参数可能出现的偏差之外，还需分析现实操作次序等因素可能滋生出的偏差问题(操作反常)。笔者近些年参与了一些精细化工装置的HAZOP技术分析时间，分析历程中综合主客观多种因素后，设定了研究对象—偏差对应表，其内囊括但不整体是所罗列出的偏差。HAZOP分析团队成员结合化工生产项目实际状况，集体进行“头脑风暴”专研探究，将引导词作为导向，最后确定了对项目安全运行有现实意义的偏差。

2.5 解读偏差的形成原因

化工装置自身持有的特性决定了物料与工艺技术的高风险性、设计偏差、设备运行时突发故障、安全设施效能丧失、装备锈蚀、工人操作行为不规范以及上到工序的作用等均是引起设计偏差的主要因素。以最认真严谨的态度正事引起偏差问题的现实原因，并将其设定为检测验证已有安全防护措施实用性的重要凭据。某精细化工合成反应装置主要用于生产香精，酮化合物的酰化为该装置生产的首个步骤，后期还牵连着碱解、水洗、脱溶、离心以及烘干等诸多工序，其宗旨是去除产品内杂质、提升纯净度，最后获得质量达标的固态产品与回收溶剂。以上操作均是基于间歇式批次操作完成的，各单元依照不同时间要求，于单体设备内完成相应操作后再转入下道工序内后期工序中通过投用水相/油相分层实现对触媒的分离、提取，而后基于脱溶工序回收到溶剂再进行套用，生产全程会应用多类物料，其中是重点监管危险化学品范畴的物料占比很高。HAZOP技术分析时将本装置的装置酰化单元作为节点，发现其偏差类型及成因主要有如下五种：

(1)高压：酰化反应单位时间生成过量气体，冷凝器不能及时将其处理掉；

(2)高温：酰化反应快速进行，单位时间内放热量大，酰化釜夹套处低温水量稀少或出现断流情况；

(3)低温：物料滴入速率偏低，酰化反应迟缓，单位时间内热量释放得少，酰化釜夹套低温水通量较大，未能及时调换热水保温模式或热水流量不足；

(4)低搅拌：搅拌桨突发故障导致转速降低或停运，工人应操作不规范二没有及时启用搅拌桨；

(5)维修风险：在正式检修前，没有严格依照相关规范对酰化釜进行排凝与通风处理。

2.6 由偏差问题导致的风险

若某精细化工装置存在设计偏差，那么其运行阶段很可能突发爆炸或火灾事故，对现场生产工人生命安全构成威胁，使企业承受巨大的经济财产损失；若出现物料泄漏情况，则会污染环境，折损企业的社会形象；还可能损伤设备装置性能及引起停车事故，降低化工产品质量及增加报废率，物料耗用量明显增多，生产费用以及时间成本均增长等[5]。化工企业上至高层领导，下至基层员工，均要从思想上认识到偏差引起的恶劣后果，和安全生产风险矩阵、可接受风险标准级现行安全保障措施进行测评对比，掌握化工装置风险对应级别，并将其作为是否提出建议措施及措施实施优先次序设定的凭据。

3 工艺危害控制技术

近些年，计算机技术持续发展进步，为进一步提升精细化工生产安全水平，检测化工产品生产全过程，早期察觉到工艺危害因素并及时排出，将生产事故发生概率降至最低，实现生产过程控制的精准化。为达成如上目标，研发并增设自动化控制系统是当下国内化工领域有效控制工艺危害的主要技术手段[6]。针对自动化控制系统，等同于采用部分智能控制装备自动调控化工生产实践中的一些重要参数，这样其在遭受客观因素干扰二出现偏离常态时，能够及时、自动调整并返回到工艺设定的数值区间内。当下该系统在国内精细化工产业中已经有较广泛应用，从功能层面上可以将其细化为如下两种类型：

(1)过程控制系统：比如DCS、PLC、SCADA等，功能以测量、控制化工产品的生产过程为主，也能实现局部安全联锁维护。

(2)过程安保系统：ESD、SIS是典型代表。若化工装置生产阶段突发异常状况，其能及时作出有效干预，降低事故发生的概率，使生产活动安全推进得到一定保障。和过程控制系统相比较，过程安保系统的安全级别更高。最近几年中，国家相关部门给予精细化工装置生产工艺安全控制情况较高重视，下发的很多文件内都规定要为化工装置配备自动化控制系统，针对工艺流程繁杂、危险性高、可能诱发严重危害后果的化工设备装置，还需要增设SIS、ESD等。自动化控制系统设计及现实运转阶段，应给予如下五点问题一定重视：

(1)针对新建成的生产装置，若其基于危险化工工艺运行，则要由具备甲级资质化化工设计单位承担系统的设计任务。

(2)明确系统运行过程对安全提出的具体要求、主要设计意图及凭据。结合工艺运行特征级工艺危害性分析及结合，设定重点监测、控制的工艺参数与控制回路。基于容错与冗余理念设计系统。

(3)SIS、ESD等系统要和DCS、PIS等过程式控制系统维持相互独立的运行状态。

(4)严格测评工艺实施阶段所需安全仪表的功能，结合评估结果选用对应级别的仪表、元器件等。

(5)加强对过程的预警、管理，企业内部预警管理制度并严格实施。

4 结语：

为确保精细化工生产工序安全、稳定、高效率推进，加大对工艺实施阶段危害因素的辨识、测评和管控具有很大现实意义。利用 HAZOP技术分析工艺流程及操作执行阶段形成的偏差，剖析偏差原因，结合分析结果采用行之有效的工艺管控措施，提升化工装置智能化建设水平，为化工产品生产作业安稳推进提供更强大的支撑。