基于HAZOP的化工园区电子级气体生产装置安全风险管控策略研究

基于HAZOP的化工园区电子级气体生产装置安全风险管控策略研究

孙良良

苏州市七都燃料液化气有限公司

摘要：本文研究了基于HAZOP的化工园区电子级气体生产装置的安全风险管控策略。首先，介绍了电子级气体的定义、应用及化工园区电子级气体生产装置的工作原理。然后，详细介绍了HAZOP方法，接着，以某危险化学品建设项目为例进行了HAZOP分析，涵盖了设备与工艺流程中的关键技术和项目设备。进一步，对关键步骤技术等危险节点进行了识别、等级评估与偏离分析。最后，提出了针对安全风险的措施建议，旨在确保化工园区电子级气体生产装置的安全稳定运行。

关键词：HAZOP方法；电子级气体；安全风险管控；化工技术管理

引言

在化工行业，安全风险管控一直是至关重要的议题。特别是在电子级气体生产装置等领域，安全问题的重要性更是不言而喻[1]。本文旨在探讨基于HAZOP方法的化工园区电子级气体生产装置安全风险管控策略，通过以某危险化学品建设项目为例进行的HAZOP分析，来深入研究在化工园区中如何识别危险节点、评估安全风险等关键步骤。本研究旨在为化工园区电子级气体生产装置的安全管理提供参考和借鉴，进一步完善安全措施，保障生产过程的稳定和安全。

1化工园区电子级气体生产装置概述

1.1电子级气体的定义与应用

电子级气体是为电子器件制造和半导体工艺而设计的高纯度气体。这些气体经过严格的净化和处理，确保几乎没有杂质存在，以满足电子器件制造的严格要求。氮气、氢气、氧气、氩气、甲烷等气体都属于这一范畴，主要应用于半导体生产、平板显示器制造、光伏产业等高科技领域。

1.2化工园区电子级气体生产装置的工作原理

原始气体通过一系列净化步骤，如吸附、吸收、冷凝等，去除杂质和不纯物质，得到高纯度的气体。经过净化处理后，气体进入制备单元进行加工和制备，然后通过压缩、液化等方式储存[2]。

在此过程中，生产装置配备了传感器、控制阀和自动化系统，以监测和调节生产过程参数。工作人员还会使用分析仪器和检测设备对气体的纯度、含量和杂质进行实时监测和分析，确保产品达到电子级标准。最后，生产过程中产生的废气需要经过处理，以确保排放符合环保标准，常见的处理方法包括吸收、燃烧、冷却等。

1.3安全风险及其特点

电子级气体的安全风险如表1-1所示。

表1-1安全风险表

化工园区电子级气体生产装置面临多种安全风险，需要加强管理，提高安全意识，采取有效措施应对各种潜在风险。

2HAZOP方法介绍

2.1HAZOP方法概述

HAZOP方法（Hazard and Operability Study）是一种系统性的风险评估技术，旨在识别并评估化工过程中潜在的危险和操作不足之处。该方法通过对系统的功能、操作流程和可能存在的危险因素进行全面而系统的分析，以帮助组织和管理者了解系统的潜在风险，并制定有效的控制措施。

2.2HAZOP方法的步骤与流程

HAZOP方法通常包括以下步骤：

（1）系统分析：HAZOP方法通过对系统的功能、操作和可能存在的危险因素进行全面而系统的分析。这包括对系统组成部分、操作流程、设备功能等的详细审查，以确定潜在的危险源和操作不足之处。

（2）节点识别：在系统分析的基础上，HAZOP方法将系统划分为若干节点，每个节点代表系统中的一个特定操作步骤、设备或控制点，对每个节点进行深入分析，识别可能存在的危险和操作风险[3]。

（3）偏离分析：对于每个节点，HAZOP方法通过引入“偏离”来考虑可能的异常情况。偏离是指与设计意图不一致的情况，可能包括操作失误、设备故障、工艺变化等，通过识别偏离，可以评估其对系统安全性和可操作性的影响。

（4）风险评估：HAZOP方法对每个识别出的偏离进行风险评估，根据其可能导致的后果严重性和概率进行评估，通过这种评估，确定哪些偏离可能构成重大风险，需要采取进一步的措施进行控制或消除。

（5）建议措施：最后，HAZOP方法提出针对识别出的风险和偏离的建议措施，以降低或消除潜在的危险，这些措施可能包括改进设备设计、优化操作程序、加强监测和控制等，旨在提高系统的安全性和可靠性。

2.3HAZOP方法在化工安全风险管控中的应用

HAZOP通过系统分析和偏离识别，帮助企业准确发现系统中可能存在的危险，如工艺参数、操作步骤、设备故障等。其对识别出的偏离进行风险评估，确定哪些具有重大风险，帮助企业确定优先处理的危险点。根据分析结果，控制管理工程师制定针对性的控制措施。参与HAZOP分析的过程能够提高员工对系统运行原理和潜在风险的认识，减少操作失误和事故发生的可能性。

3HAZOP分析——以某危险化学品建设项目为例

3.1设备与工艺流程

3.1.1关键技术

本研究涉及多项技术应用。压力摩擦法分离基于沸点差异，通过压缩空气至液化温度后，利用多级压缩机和冷凝器冷却分离成分。精馏分离采用低温精馏技术，将液态空气引入精馏塔，利用温度梯度分离不同成分。吸附分离利用吸附剂吸附杂质。膜分离使用半透膜将空气分成不同成分，通常用于氧气或氮气富集，分离出的氧气和氮气进一步经过压缩和冷却，将其液化成液态氧和液态氮。为了确保产品的安全稳定运输和使用，空分装置还包括储存罐、输送管道和分配系统。整个空分装置通过自动控制系统进行监测和调节，包括对压力、温度、流量等参数的控制。

3.1.2项目设备

本次研究项目所用设备如表3-1所示。

表3-1项目设备表

3.2危险节点识别、等级评估与偏离分析

3.2.1压力摩擦法分离

在压力摩擦法分离过程中，危险节点主要集中在压缩和冷却阶段，存在设备泄漏或故障的潜在危险，可能引发爆炸、火灾等严重情况。针对这一情况的等级评估显示，其严重性较高，概率中等，因涉及多个动态参数，存在一定的故障风险，而影响范围也较广，可能导致设备故障、生产中断等严重后果。针对压缩机和冷凝器，偏离分析表明，压力或温度异常升高可能会导致泄漏或故障。

3.2.2精馏分离

精馏分离过程中的危险节点主要集中在塔内温度和压力的波动。这种波动可能导致设备过热或压力过高，从而引发设备破裂或操作失误，甚至导致火灾或爆炸等严重事故。其严重性较高，概率中等但影响范围较广，可能导致设备破裂、生产中断等严重后果。

3.2.3吸附分离

在吸附分离过程中，危险节点主要包括吸附剂可能出现过度吸附、泄漏或堵塞等问题，这些问题可能导致设备失效或者使杂质超标，从而危及到生产的安全性。其严重性属于中等级，概率也为中等级，影响范围同样属于中等级。由于在吸附过程中存在吸附剂异常的风险，可能影响到生产效率和产品质量。

3.2.4膜分离

在膜分离过程中，危险节点主要包括膜组件可能出现破损、堵塞或泄漏等问题，这些问题可能导致分离效果下降或者使气体混合，从而增加了安全风险。其严重性、概率与影响范围属于中等级。

3.3安全措施建议

根据分析结果，研究提出以下安全措施：定期检查和维护设备，包括压缩机、冷凝器等，保持完好。使用自动监测系统实时监测关键参数，并设定报警阈值。严格遵守操作规程，加强操作人员培训，确保正确操作设备。建立应急处理方案，包括紧急停机程序、疏散计划等。定期进行培训与演练提高操作人员应急处理能力。保持设备和环境清洁，合理设计防护措施。持续加强全员安全意识教育，共同维护生产过程的安全稳定。

4结语

本文基于HAZOP方法，对化工园区电子级气体生产装置的安全风险管控策略进行了深入研究和探讨。通过对HAZOP方法的应用实例，研究对危险节点的识别、安全风险的评估以及安全措施的建议有了更深入的理解。然而，本文还存在一些不足之处，在案例分析的广度上仍有待进一步拓展。未来研究将通过更多的实地调查和案例分析，进一步完善和优化安全风险管控策略，以应对日益复杂和多变的化工生产环境。

参考文献

[1]青小柯.HAZOP分析在氢气提纯工艺装置设计阶段的应用[J].辽宁化工,2024,53(01):132-134+169.

[2]边虎,王书峰,刘藴恒.基于HAZOP分析方法的化工催化剂试生产过程危险性分析[J].工业安全与环保,2024,50(01):72-76.

[3]刘沙沙,毕颖.基于模拟计算的甲醇精馏定量HAZOP方法[J].辽宁化工,2023,52(12):1853-1856.

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