工艺危害分析PHA详解.docx

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1、工艺危害分析(PHA)详解目录前言21 .明确工艺危害分析的工作范围42 .组建工艺危害分析小组53 .工艺安全问题解析53.1. 备料53.2.投料63.3.化学反应单元操作73.4.出料133 .5.分离144 .6.干燥153.7,中间体或成品的存放164.选择适当的分析方法164. 1.检查清单法164. 2.提问法(What-if)174. 3.提问法/检查清单174. 4.故障模式及效果分析(FMEA)174. 5.危害与可操作性研究(HAZOP)174. 6.事件树分析(ETA)与故障树分析(FTA)184. 7.后果分析(COnSeqUenCeAna1ysis)185 .8.保

2、护层分析(1oPA)186 .收集、准备分析所需的资料(图纸和文件等)197 .开展工艺危害分析198 .编制工艺危害分析报告229 .跟踪落实所提出的建议措施2210 工艺危害分析的复审(ReVaIidation)2311 .工艺危害分析常见的问题及对策231. .1.缺乏明确的工艺危害分析管理制度2310. 2.工艺危害分析的质量不高2410.3.工艺危害分析报告不完整2510.4.工艺危害分析所提出的建议措施没有及时落实2511.总结：25刖百在化工、制药、炼油和石化等流程工厂的生产活动中，一方面我们通过作业安全管理来减少作业过程中的人员伤害，如坠落伤害、进入受限空间内作业导致的伤害等等

3、；另一方面，需要建立有效的工艺安全管理制度以避免灾难性的事故，如化学品的大量泄漏及随之而来的有毒物质暴露伤害、火灾或爆炸等等。作业安全管理和工艺安全管理是实现工厂总体安全的不可或缺的两个方面。作业安全与作业人员的行为密切相关，作业过程是否安全在很大程度上取决于作业者的行为，例如是否按照安全要求执行作业任务和正确使用个人防护用品或设备；工艺安全则与工艺系统本身的特性密切相关，设计完善的工艺系统往往具有较高的可靠性和安全性，反之，存在缺陷(即某种未控制的危害)的工艺系统，即使操作人员精心操作，也一样难免出现工艺安全事故。大多数工艺安全事故都有一个共同的特征，即“泄漏”，表现为化学品泄漏或能量泄漏。

4、因此，避免工艺安全事故的主要任务是防止化学品和能量的意外泄漏。导致化学品或能量泄漏的原因多种多样，多数是系统中存在的工艺危害起作用的结果。工艺危害分析(PrOCeSSHazardAna1ysis-PHA),也称过程危险分析，即将事故过程模拟分析，也就是在一个系列的假设前提下按理想的情况建立模型，将复杂的问题或现象用数学模型来描述，对事故的危险类别、出现条件、后果等进行概略地分析，尽可能评价出潜在的危险性。过程危险分主要用来分析在泄漏、火灾、爆炸、中毒等常见的重大事故造成的热辐射、爆炸波、中毒等不同的化学危害。工艺危害是指工艺系统或相关设施中存在的化学或物理条件，它们有可能导致化学品或能量泄漏，

5、并进而导致人员伤害、财产损失或环境污染。通常，对于一个流程单元而言，工艺危害来自两个方面，即化学品相关的危害和工艺流程本身具有的危害。例如，氢气具有易燃的特性，如果在工艺过程中使用氢气这种物质，也就需要接受其易燃的危害；又如，进行加氢反应时，不同的反应过程中采用不同的反应压力，当选择高压进行反应时，相对于低压反应而言，又增加了潜在超压的危害。工艺系统存在某种危害并不意味着马上就会出现事故。如果工艺系统按照设计意图处于正常的生产状态，通常并不会发生工艺安全事故，反之，当工艺系统的运行“偏离”原本的设计意图时，就可能出现异常的工况、进而导致化学品或能量泄漏，形成工艺安全事故。通常下列因素可能导致工

6、艺系统偏离正常的工况：多机械设备故障，如管道破裂、设备穿孔等等；名工艺仪表故障，如液位计故障、在线分析仪故障等等；名公用工程故障，如意外停电、失去冷却水、失去仪表空气等等；团操作失误，如操作人员开错阀门、加错物料、遗忘操作步骤等等；囱外部因素，如环境温度过高或过低、工艺设施遭受车辆撞击等等。以上这些因素可以是导致工艺安全事故的直接原因，但不是事故的根源；导致事故的根源往往是管理系统存在某方面的缺陷。预防工艺安全事故的核心工作是危害识别，即开展工艺危害分析工作，以便采取适当的措施消除或控制所识别的危害，提升工艺系统的安全性。工艺危害分析(ProCeSSHaZardAna1ysis,PHA)是一项

7、工作任务，是一个正式的、有组织的工作过程，在此过程中，对工艺系统的危害加以辨识和分析、并书面记录消除或控制危害的措施。图-1所示是工艺危害分析的基本步骤。工艺危害分析的过程1 工艺危害分析的对象可以是某个研发的方案、新设计的工艺系统，也可以是已经处于生产阶段的工艺设施。它通常包括下列步骤：2 .明确工艺危害分析的工作范围在开展工艺危害分析工作之前，首先需要明确分析的范围。特别是规模较大的项目，往往需要由两个或多个分析小组同时开展工艺危害分析工作，明确分析的范围可以避免重复的工作，特别是避免遗漏。通常，可以按照工艺单元划分工艺危害分析的范围，在带控制点的管道仪表流程图(P&ID)上利用法兰或阀门

8、等作为不同工作范围的分界线。3 .组建工艺危害分析小组工艺危害分析由一个包括组长、记录员和相关专业人员的小组共同完成。专业人员通常包括研发、工艺、生产、维护维修、设备、自控及安全等相关的专业工程师。有些公司要求必须有生产和维护维修的专业人员参与工艺危害分析，否则应停下来，这些成员能够出席时才继续开展分析工作。工艺危害分析小组通常以5至8人为宜。参与的人太多，不利于组织有效的讨论，也会影响工艺危害分析的效率；人数太少，讨论可能不充分，会影响分析工作的质量。需要根据工艺系统的特征选择工艺危害分析小组的成员，并且宜在分析小组中包括一线的操作人员。在开展分析工作时，如果完全由工程师们参加，不利于充分理

9、解基层的生产实践；笔者在组织开展工艺危害分析工作时，通常要求相关工艺单元的资深操作工参与讨论，实际的效果非常好。4 .工艺安全问题解析化学合成生产工艺复杂，包括回流、蒸馈、冷冻、酸化、碱化、压滤等工艺过程，常有高温、高压、负压，并大量使用易燃易爆危险化学物品。许多化学单元反应有燃烧爆炸危险，反应中产生的中间体或副产品也大多易燃易爆，有些反应还使用活性锲、钿炭等极易自燃的物质作为催化剂。所以化学合成生产过程中的危险性较大。3.1.备料在生产现场，易燃易爆、剧毒、腐蚀、强氧化剂、遇水燃烧等危险化学物品的存量原则上不得超过一天用量。性质相抵触的原料应定点分开存放，彼此不得混淆。根据原料的理化性质制订

10、配料安全操作法。配料时应保证做到品名、规格、数量准确，并应做好复核，作好记录，以免配比失误，引起反应异常而发生火灾等危险。3.2.投料一般有三种方式，各有不同的防火要求，但都应正确掌握投料的先后顺序。1、压入投料。气体原料的投料大多采用压入法。压料时必须控制压力。由气体钢瓶供气时，应该通过减压阀减压后经缓冲罐向反应器输入气体，其压力与容器内的气体压力产差值不得超过15kgcm2,以防止气体流速过快，在出口处形成强烈喷射而产生静电。在压入易燃气体前，应先用氮气等惰性气体驱净反应器及管道内的空气。反应器、压料管、放置气体钢瓶的平台或磅秤应该接地。液体原料的投料可采用高位槽，让液体利用自重流入反应器

11、。此法压力不大，流速不快，比较安全。但是当反应器内部有压力时，必须加压投料，如系易燃液体，应用惰性气体送压，不得采用压缩空气，以防形成爆炸性混合物。压送管路上应装逆止阀，以防物料倒灌。输送过程中要注意流速，防止产生静电。如果用泵输送，宜采用易燃液体的专用泵，如磁力泵、Y型液态烧泵，蒸气往复泵等。如果用普通的离心泵和齿轮泵，则必须用有色金属制造叶轮，以防叶轮与铁壳相碰而产生火花。陶瓷泵或玻璃泵因导电不良，易产生静电，不得用于输送易燃液体。加压投料装置的出口最好呈喇叭形，这样可降低出口处的流速，防止物料迅猛喷射，产生静电，并应有良好的接地。2、负压抽料。粉末或小颗粒物料投料不宜采用压缩空气压送，以

12、免粉尘飞扬。若采用负压抽料，相对说来比较安全。抽料时，设备接真空系统，反应器到真空管路入口处应有过滤网或水洗器，以防止粉尘抽入真空管道内。吸料管道如为绝缘体，则内外壁均应有螺旋状铜衬绕，铜丝网和反应器均应接地。使用导电体管道，可省去铜丝网，但仍需接地。如果反应器内有低沸点的易燃液体存在，则不宜采用负压抽料法。液体原料一般可以用负压抽料法投料，整个抽吸系统都应接地。抽料时应将进料管伸入反应器底部靠壁，管径要大，流速要慢，初速最好控制在1米/秒以内，因开始输送时，易燃液体前方存在易燃液体蒸气和空气的混合物，遇静电火花会发生爆炸。严禁在液面上喷射液料，以免产生静电。易燃液体用抽吸法投料时，液体温度至

13、少应比沸点低30。液温高时应先降温再抽料，以防液体大量汽化损失，造成配比不准、反应异常而产生火灾危险。3、人工投料。易燃、有毒的液体原料不宜采用人工倾倒法投料。固体物料除用吸入法投料外，大多采用人工投料。投料顺序应符合防爆要求，原则上是低温投料，投料全部结束后再加热。如果原料配比中有水，在不影响反应的前提下，应该先投水，后投固体，最后加入易燃液体。如果无水，则应先投固体物料，后加液体物料，以免投料时有易燃液体蒸气逸出。在向有易燃液体的反应器内投入固体物料时，如果固体物料盛放在合成纤维或塑料薄膜制成的袋内，则不能向反应器直接投料，以防摩擦产生静电火花而发生危险。应先将物料倒入木桶内，再从木桶中倒

14、入反应器，釜口残粉严禁用尼龙布等高电阻、低吸水率的合成纤维抹布揩擦，以防产生静电火花。3.3.化学反应单元操作化学合成的反应种类较多，包括氧化、氯化、硝化、重氮化、加成、水解、酸化、碱化等。但是就单元操作而论，不外乎加热、加压、回流、蒸储、冷却、负压、搅拌等，现将其防火要求分述如下。1、加热温度是化工生产中主要的工艺参数之一。加热是控制温度的重要手段，其操作的关键是按规定严格控制温度的范围和升温速度。温度过高会使化学反应速度加快，若是放热反应，则放热量增加，一旦散热不及时，温度失控，发生冲料，甚至会引起燃烧和爆炸。升温速度过快不仅难以控制反应温度，而且还会损坏设备。例如，升温过快会使带有衬里的

15、及各种加热炉、反应炉等设备损坏。化工生产中的加热方式有直接火加热（包括烟道气加热）、蒸汽或热水加热、载体加热及电加热。加热温度在IO（TC以下的，常用热水或蒸汽加热；100140C用蒸汽加热器；超过140C则用加热炉直接加热或用热载体加热；超过250时，一般用电加热。用高压蒸汽加热时，对设备耐压要求高，须严防泄漏或与物料混合，避免造成事故。使用热载体加热时，要防止热载体循环系统堵塞，热油喷出，酿成事故。使用电加热时，电气设备要符合防爆要求。直接火加热危险性最大，温度不易控制，可能造成局部过热烧坏设备，引起易燃物质的分解爆炸。当加热温度接近或超过物料的自燃点时，应采用惰性气体保护。若加热温度接近

16、物料分解温度，此生产工艺称为危险工艺，必须设法改进工艺条件，如采用负压或加压操作。2、冷却在化工生产中，反应物料冷却至大气温度以上时，可以用空气或循环水作冷却介质；冷却温度在15C以上，可以用地下水或冷水；冷却温度在015C之间，可以用冷冻盐水。还可以借助某种沸点较低的介质的蒸发从需冷却的物料中取得热量来实现冷却。常用的介质有氟里昂、液氨等，此时物料被冷却的温度可达-15C左右。更低温度的冷却，属于冷冻的范围。如石油气、裂解气的分离采用深度冷冻，介质需冷却至100C以下。冷却操作时冷却不能中断，否则会造成积热，系统温度、压力骤增，引起爆炸。开车时，应先通入冷却；停车时，应先停加物料，后停冷却系统