安全系统工程课程设计说明书

长春建筑学院安全系统工程课程设计说明书姓名：赵亚杰专业：安全工程班级学号：安1201班18号指导教师：周乾日期：2014.12.12城建学院前言随着现代化工业的迅速发展，我国已经成为了工业化大国。但是随着工业的发展，造成企业事故频繁的发生，因此每个工人的安全问题越来越受到人们的重视。所以，系统安全的分析对于每个企业是非常重要的。本课程设计主要讲述了氯化氢生产工艺的危险和可操作性分析（HAZOP）及对策措施的研究。因为现在我国很多的企业，对于化学品的制备这一方面安全意识不足，正是由于安全意识的不足，导致了很多事故的发生，不仅损失了大量的金钱，最重要的是有时还会导致伤亡事故。在此，我仅以在反应炉内用氯气和氢气反应之氯化氢这一生产过程为例，首先对整个生产过程的危险有害因素进行辨识，然后比较详细的讲解下在整个准备阶段，以及生产过程中可能导致什么样的危险事故，进行定性、定量的分析。在定性分析阶段，我将采用危险和可操作性研究进行全面的、系统的定性分析，并可针对可能的原因提出相应预防措施。在定量分析阶段，我将采用事故树分析。事故树分析是从结果开始，寻求顶上事件发生的原因事件，是一种逆时序的分析方法。事故树分析能够对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入的揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了、思路清晰、逻辑性强。然后根据定量分析中的重要度，可以看出哪个事件对顶上事件发生的影响较大，针对此基本事件提出相应的预防措施，同时也对其它的基本事件提出安全预防措施。最后，对此课程设计进行了总结性的语言。由于能力有限，在设计时难免有错误，请专业人士多多指点。目录第一章系统工艺介绍............................................................................................................................11.1系统工艺介绍............................................................................................................................11.2系统安全现状............................................................................................................................1第二章系统安全定性分析..................................................................................................................32.1系统安全定性分析方法选择............................................................................................32.2危险与可操作性研究方法定性分析过程..................................................................6第三章系统安全的定量分析............................................................................................................83.1事故树的编制............................................................................................................................83.2事故树的定性分析...................................................................................................................93.4对策措施......................................................................................................................................16第四章安全措施方案..........................................................................................................................194.1安全措施方案设计................................................................................................................194.2安全措施方案的技术经济分析.....................................................................................19结论..................................................................................................................................................................21致谢..................................................................................................................................................................24参考文献.......................................................................................................................................................23附录A..............................................................................................................................................................24安全系统工程课程设计1第一章系统工艺介绍1.1系统工艺介绍高温石墨二合一炉生产氯化氢与盐酸的工艺流程:经处理后的洁净氢气经过缓冲罐和阻火器后,进入高温石墨二合一炉底部的燃烧器。干燥氯气经过缓冲罐进入高温石墨二合一炉底部的燃烧器与氢气进行燃烧合成,合成的氯化氢气体经高温石墨二合一炉上部的冷却器冷却至45℃以下,进入凝酸分离罐,分离凝酸后经氯化氢分配台送往PVC界区。多余的氯化氢气体由分配台进入降膜吸收器,由尾气塔过来的稀酸进行降膜吸收,产出31.0%～32.5%的浓盐酸,进入浓酸贮罐。降膜吸收器中未被吸收的氯化氢气体通过尾气塔时被尾气塔中的吸收水吸收,吸收后的稀酸再进入降膜吸收器吸收氯化氢气体(如吸收水为高纯无离子水,则产出的是31.0%～32.5%的高纯盐酸)。热水循环罐中的热水经热水循环泵打入高温石墨二合一炉下部合成段外夹套,吸收炉内的燃烧反应热后,温度升至120℃左右,进入换热器,与来自使用方的冷水进行热交换,温度降至80～90℃,回到热水循环罐,开始新的循环。1.2系统安全现状1.2.1事故实例：1999年5月25日14时08分，河北省唐山市某化工集团有限责任公司（氯碱生产企业）二车间（合成盐酸车间）合成转化岗位发生一起化学爆炸事故，造成包括氯化氢合成炉等12台（套）设备全部受损，转化器等5台（套）设备部分受损，其余外接管网、低压配电柜、操作平台、厂房、门窗等不同程度受损，直接经济损失99.94万元，该车间停产220个小时，幸无人员伤亡。1.2.2事故经过：5月25日该公司二车间合成工段转化岗位的合成气中的氯化氢含量较低，为3.37%（工艺要求为3%--10%），当班小班长通知岗位操作工提入合成炉的氯气流量为200单位；13时15分，分馏岗位操作工发现低沸塔压力达0.75MPa（工艺指标要求0.6±0.05MPa），赵亚杰：氯化氢二合一反应炉发生爆炸事故的安全系统分析2未查出原因，13时50分找工段长一起检查仍未得出结论；此时低沸塔压力已达0.8MPa以上，待车间副主任赶到后，组织分析氯气纯度为90.5%，氯化氢纯度太低（未计结果），决定停车，13时40分转化岗位停车；同时将低沸塔放空阀打开，使低沸塔压力降了下来。当班大、小班长初步分析，认为氯化氢岗位控制入氯化氢炉的氯气孔板流量计有问题，在转化停车后，即到氯化氢岗位检查，发现氯气孔板流量计的两个压力导管嘴被阻塞，将其清理后，氯气流量指示迅速由原来的8000单位降到4000单位。2人返回转化岗位，第二次取样做氯化氢纯度分析。在取样时，取样管突然发生爆炸，2人判断氯化氢气体出了问题，立即通知转化岗位操作工撤离现场，2人跑到氯化氢岗位，用手摸试氯化氢合成炉温度，感觉不如以往高，待几人向氯化氢岗位控制室走去准备进一步查找原因时，数秒钟后发生了爆炸。1.2.3事故原因：事故初期，由于氯化氢岗位氯化孔板流量计的压力导管嘴阻塞，造成氯气的配比量低于氢气量，使氯化氢气体中氢气过量。而这种气体进入转化工段混合器不能参与乙炔、氯化氢的化学反应，而进入低沸塔内，因其无法在-35--0℃冷冻盐水中液化，故导致低沸塔压力升高。当转化停车低沸塔排空阀门全部打开后压力降了下来，第一次做氯化氢分析时，纯度很低即证明了这一点。当氯气孔板流量计压力导管嘴阻塞被修复后，调整后的氯气流量大于未被调整的氢气流量，而合成塔观察视镜因生产使用不太清晰，无法正确判断炉内火焰的燃烧状况，造成输送到转化岗位的氯化氢气体中氯气过量。在转化岗位第二次做氯化氢纯度分析时，取样管自爆鸣证明了这一点。在爆炸后的事故现场被炸坏的设备、管道内壁未发现有黑色残渣，可排除是氯气和乙炔反应发生的爆炸，或只有微量氯气和乙炔反应，由此可从侧面证明爆炸是游离氯气和氢气所为。综上所述，爆炸原因可归结为：由于氯化氢岗位氯气孔板流量的压力导管阻塞，造成输送到转化工序的氯化氢气体中氯气、氢气过量，过量的氯气和氢气其含量达到了爆炸浓度范围，因合成炉内的明火而发生了化学爆炸。安全系统工程课程设计3第二章系统安全定性分析2.1系统安全定性分析方法选择系统安全分析方法有数十种，从定性和定量分析角度可以将其分为定性分析方法和定量分析方法。定性分析是指对引起系统事故的影响因素进行非量化的分析，即只进行可能性的分析或作出事故能否发生的感性判断。定性分析主要包括安全检查、预先危险性分析、危险性与可操作性研究分析、鱼刺图分析、作业危害分析等[1]。氢气氯气制取氯化氢应用危险性与可操作性研究方法，对事故进行分析。危险性与可操作性研究（HazardandOperabilityAnalysis,简记为HAZOP)。HAZOP的基本过程的是以关键词为引导，找出系统中工艺过程的状态参数（如温度、压力、流量等）的变化(即偏差），然后再继续分析造成偏差的原因、后果及可以采取的对策。通过危险性与可操作性研究的分析，能够探明装置及过程存在的危险，根据危险带来的后