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化工生产过程安全设计

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化工生产过程安全设计考点解析

所属考试:注册安全工程师
授课老师:李天宇
所属科目:化工安全
考点标签: 了解
所属章节:第五章 化工建设项目安全技术/第一节 化工建设项目安全设计技术/化工生产过程安全设计
所属版本:

化工生产过程安全设计介绍

工艺生产过程安全设计

(一)总体要求

首先,化工建设项目基于风险并按照PDCA 循环,建立和实施建设项目各阶段的安全

设计管理程序。主要包括下列几方面:策划(P) ;实施(D) ;检查(C) ;处置(A) 。

(二)HAZOP分析

HAZOP 分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法,方法的本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。

引导词:空白、过量、减量、伴随、部分、相逆、异常

偏差=引导词+工艺参数

空白+流量=无流量

过量+压力=压力高

伴随+一相=两相

异常+操作=维修

HAZOP内容如下

(1)确认所有导致问题的偏差的原因。

(2)在没考虑现存的任何安全措施的情况下确认偏差的结果。

(3)确认它们是否是安全、环境或操作问题。

(4)评估导致重大后果的安全措施,确定它们对后果的严重性是否充足,并提出建议。

(5)对判断为导致经常性及重大的后果,提出消除或减轻措施的建议。

(三)LOPA分析—保护层分析

1.概述

LOPA保护层分析是一种半定量风险分析及评估方法,用来决定安全仪表的完好性等级。

2.LOPA与其他风险分析方法的关系

LOPA是简化的风险分析方法,分析结果是半定量的,仅限于评估已确定的“单一原因—后果”的事件风险。

3.LOPA分析步骤

(1)熟悉所分析的工艺过程并收集资料。

(2)利用危险与可操作性研究(HAZOP)等的分析结果将可能发生的严重事故作为事故场景。

(3)确定事故场景的后果。确定当前事故场景的后果等级。

(4)辨识事故场景的起始事件、中间事件和后果事件,根据后果的严重程度以及发生频率,确定潜在事故的风险等级。

(5)列举所有的独立保护层措施,确定其失效概率。根据独立保护层失效概率,确定剩余风险等级。

(6)根据剩余风险等级,提出切实可行的安全对策措施,直至达到可承受的风险。

专题更新时间:2025/11/18 09:37:35

化工生产过程安全设计考点试题

单选题 1.根据《保护层分析(LOPA)应用指南》(GB/T 32857),下列防护措施中,可确定为LOPA独立保护层的是()。
A . 人员培训和取证
B . 设置安全阀
C . 编制岗位操作规程
D . 设置安全警示标志

正确答案: B

答案解析: 保护层:
有效性-按照设计的功能发挥作用,有效地防止后果发生
独立性:独立于初始事件和任何其他已经被认为是同一场景的保护层
可审查性:对于阻止后果的有效性和PFD以某种方式(通过记录、审查、测试等)进行验证。通过审查程序确认如果保护层按照设计发生作用,它将有效地阻止后果
ACD是管理方面的,不能作为保护层,B选项,安全阀能够提供超压保护,防止容器破裂,可以确定为保护层

单选题 2.加氢车间以加氢反应釜为评价单元的HAZOP分析中分别参照其重要的工艺参数温度、流量、压力、液位、氢气流量等进行审定,提出下列具体的偏差形式,符合分析要求的是(  )。
A . 以“高压”为引导词,偏差表现为压力偏高导致釜体破裂
B . 以“空白”为引导词,偏差表现为循氢压缩机停机无流量导致体系冲温
C . 以“伴随”为引导词,偏差表现为氢气投料比失衡导致腐蚀开裂
D . 以“溢料”为引导词,偏差表现为液位偏高导致体系溢流

正确答案: B

答案解析: 以“增量”为引导词,偏差表现为压力偏高导致釜体破裂;以“空白”为引导词,偏差表现为循氢无流量导致体系冲温;以“伴随”为引导词,偏差表现为氯气杂质多或者比例调节不当导致选择性降低;以“过量”为引导词,偏差表现为液位偏高导致体系溢流。

简答/论述/问答 3.案例背景—情景描述
加氢技术是指在一定温度和氢压下,通过催化剂的催化作用,使原料油与氢气进行反应进而提高油品质量或者得到目标产品的工艺技术。
某精细化工企业始建于1998年专注于氯碱下游产品的深加工,主营高分子功能材料单体、医药中间体和电子级高纯度产品,主要有多氟联苯胺加氢、连续硝化、工业氧化、加氢裂化、酯化水解、聚丙烯、苯乙烯等主体生产装置,以及配套的公用工程、辅助系统等。
一、加氢工段
加氢装置(滴流床反应器,原料液由进料泵增压后送入体系设有进料喷头和二次布液盘、新氢和循环氢经过循氢压缩机由反应器顶部送入体系内)加氢单元控制室值班人员在工艺控制系统上发现循氢压缩机故障报警(润滑油压低报警)并触及辅油泵启动,于是要求现场操作人员和设备管理人员赶赴现场查验设备异常。
查验期间未见工况好转,30min后油压触及联锁停车系统导致压缩机组被强制制动,随后原料进料泵联锁停机。中控室值班人员要求现场处置人员赶赴原料进料泵处关闭出料口的切断阀,执行作业期间原料液预混罐爆炸导致2名操作人员当场死亡。
事故调查发现,加氢装置自动化程度低未设立完善的联锁紧急停车系统,装置设备存在设计缺陷。
事故后涉事企业应上级领导要求针对危险性较大的工艺过程进行定性定量的分析评价,依次采用HAZOP、LOPA分析确定安全联锁仪表的必要性和安全完整性。
事故场景假定:作业面设有两名作业人员,因循氢压缩机失控体系超温导致两名作业人员当场死亡,连续式操作作业方式作业人员暴露在作业面的概率40%,异常工况出现后正常疏散撤离的概率80%(撤离不及时视为导致致死性伤害)。
现设立如下保护管控措施:
(1)设备用循氢压缩机并双电源供电,由DCS系统控制切换,工艺控制系统失效的概率10%;
(2)故障报警及人员响应系统,可由作业人员手动转入外循环强制冷却,系统失效的概率10%。
企业要求导致两人死亡的事故概率控制在1.0×10-4。
依据上述案例背景,回答下列问题:
1.依据《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准》,指出该企业中存在的重大事故隐患并说明理由和应对措施。
2.简述HAZOP分析的步骤,案例背景中的HAZOP分析属于哪个阶段的安全评价,试分析现有风险管控能力是否满足企业标准并说明缘由。
3.请补充原料进料系统中应设立的安全设施。
4.请简述加氢工艺的工艺危险性和应重点监控的工艺参数。
5.简述事故直接原因和企业应采取的安全管理措施。

正确答案:

答案解析: 1.加氢装置构成重大事故隐患。
加氢工艺属于重点监管危险化工工艺的装置,系统未设计循环氢压缩机报警与联锁切断装置、未设立完善的联锁紧急停车系统、装置设备存在设计缺陷,构成重大事故隐患。
依据上述案例背景,回答下列问题:
2.定义目标和范围、分析准备、执行分析、记录结果和措施跟踪。
按照评价阶段属于现状评价,分析现有工艺条件和工艺设备是否满足安全生产要求。
不符合企业内部标准,依现有工艺控制水平,剩余风险8.0×10-4
应设立独立的安全联锁系统,增加系统安全稳定性。
依据上述案例背景,回答下列问题:
3.单向阀、紧急切断阀、安全阀、压力表、温度计、紧急放空阀。
依据上述案例背景,回答下列问题:
4.加氢工艺属于放热反应,反应底物具有高燃爆特性具有热失控危险性。
加氢反应釜或催化剂床层温度、压力;加氢反应釜内搅拌速率;氢气流量;反应物质的配料比;系统氧含量;冷却水流量;氢气压缩机运行参数、加氢反应尾气组成等。
依据上述案例背景,回答下列问题:
5.原因:(1)物料输送管道的安全设施设立不全;
(2)未设置完善安全联锁系统、紧急切断系统;
(3)人员对故障响应不及时。
安全管理措施:
(1)建立、健全安全生产责任制;
(2)建立完善的安全生产规章制度并严格执行;
(3)强化设备设施维护保养。
(4)定期进行安全评价,提升风险管理水平。
(5)定期隐患排查,消除事故隐患。
(6)加强应急教育培训和应急演练,增强故障事故处置能力。

单选题 4.保护层分析(LOPA)法是在定性危害分析的基础上,进一步评估保护层的有效性,通常建立在HAZOP的基础上进行。下列关于LOPA的说法中,错误的是(  )。
A . LOPA不是识别危险场景的工具,它的正确执行取决于定性危险评价方法所得出危险场景的准确性
B . LOPA是一种简化的方法,其计算结果并不是场景风险的精确值
C . LOPA要求每个场景的初始事件能对应多种后果
D . LOPA的主要目的是确定是否有足够的保护层使风险满足企业的风险标准

正确答案: C

答案解析: LOPA的场景要求每个场景应有唯一的初始事件及其对应的单一后果,如出现多个后果,应假设多个场景。

单选题 5.化工装置工艺危险分析有多种方法,包括危险与可操作性分析(HAZOP)、保护层分析(LOPA)、安全仪表系统的安全完整性等级分析(SIL)等。关于工艺危险分析方法的说法,正确的是()。
A . HAZOP分析是LOPA分析的继续,是对LOPA分析结果的丰富和补充
B . LOPA分析是对SIL分析结果的验证,SIL分析是LOPA分析的前期准备工作
C . HAZOP分析方法用于辨识设计缺陷,工艺过程危害及操作性问题的结构化分析
D . LOPA分析方法的基本特点是基于事故场景进行定量风险分析

正确答案: C

答案解析: A错误:LOPA 分析是HAZOP分析的继续,是对HAZOP分析结果的丰富和补充。
B错误:SIL分析是对LOPA分析结果的验证,HAZOP分析、LOPA 分析是SIL分析的前期准备工作。
C正确:HAZOP分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法,方法的本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。
D错误:保护层分析(LOPA)是建立在上述理论基础上的一种半定量风险分析及评估方法。

大咖讲解:化工生产过程安全设计

李天宇
注册安全工程师
初级注册安全工程师
一级消防工程师
河北大学硕士毕业。注册化工工程师、注册安全工程师、注册一级消防工程师、注册一级建造师。曾就职于大型研究设计院,担任项目主管并负责项目安全专篇设计及校审核工作。具有扎实的理论功底,丰富的现场实践经验,熟悉过程化设计、生产、检修维护中的安全隐患及应急预案。
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邵洪芳
注册安全工程师
高校讲师,主讲管理类、安全专业相关课程多年,教学经验丰富。
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江慧
注册安全工程师
一级建造师
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