丙烯腈反应器的故障树分析.docx

维普资讯 化工环保 环境影响评价I 2003 年 4 月 扮^1110况\151^仏？1^01^0110^ 0？ 0^2\110^ 0^1；5丁尺丫 第 23 卷第 2 期 丙烯腈反应器的故障树分析 黎祥银工，李红\吴平2，周引娣2 〈1.清华大学核能技术设计研究院，北京100084； 1.中国石化集团上海石化环保技术中心，上海200540 [摘要]应用系统可靠性分析基本原理,以丙烯腈反应工序的核心装置反应器为分析对象，确 定反应器在运行过程中的防爆膜破裂事故为顶事件，应用故障树分析方法建立故障树，并对其 进行定性和定量分析，得出顶事件最小割集和发生概率。本工作对石化企业的环境风险评价 和安全分析具有重要意义。 [关键词]丙烯腈;反应器;故障树;环境风险评价 [中图分类号]父8204 [文献标识码]八 [文章编号]1006-1878(2003)02-0115-03 故障树分析方法作为一种安全性和可靠性分析 的有效方法,在核电站、航天、军工等行业的系统设 计、设备维修、日常管理、事故预测等方面已被广泛 应用，在石化系统，故障树分析方法也逐渐得到应用 发展⑴。故障树分析对保障各系统安全运行起着 重要作用，其方法是:把所关心的事故作为顶事件， 逐级分析事故原因（中间事件）直至底事件，并将各 级事件之间的逻辑关系表示成树状结构，形成故障 树,再通过定性和定量分析求出事故（顶事件）的发 生概率。 事故概率的确定是环境风险评价中源项分析的 重要部分之一，间时也是安全分析的重要手段之一， 对指导安全生产和维修管理具有重要意义。我们的 工作是，通过对丙烯腈生产系统作故障树分析，以求 得该系统污染物泄漏事故的发生概率。 1生产系统介绍 丙稀腈的生产系统由反应、回收、丙烯腈精制、 氢氰酸精制和废水处理工序组成。其中，反应工序 的核心是沸腾反应床〈以下称反应器反应器的 简图示于图1。 反应器下段为反应段，上段为稀相段。原料丙 烯和氨的混合物进入反应器中段预热管，由上往下 至分布板。空气从反应器底部分布板进人。反应释 放的热由II型冷却管和过热管冷却导出。反应产 物由反应器顶部出来，进入下一个生产处理环节。 反应产物 图1反应器简图 反应产物^丙烯腈和氰氢酸，分别为高度危 害和极度危害物质。若反应器出现事故，毒物泄漏 至大气，势必对环境造成极不利的影响。通过调研 和分析，反应器最大可信事故（后果严重、发生概率 不为0的事故〉是防爆膜破裂。因此,将“反应器防 爆膜破裂”作为故障树分析的顶事件。 [收稿日期]2002*05-18；[修订日期]2002^06-10 [作者简介]黎祥银0976 —〉，男，福建省宁化市人。清华 大学核能技术设计研究院在读硕士研究生，现从事石化装置 的故障树分析及其管理软件的研究。116 ‘ 化工环保 2003年第23卷 通过对丙嫌腈反应器的调研和考察、专业技术 故障树的建立和分析 人员的咨询和讨论，建立了反应器防爆膜破裂事故 的故障树，如图2所示。 反应器气体增多1 反離“力过大 ^升高 1^111气体出停止1 I压力计没供气11仪士挪I 603 604 1—进料1 1反应器内燃炔11丙烯、氣液态进… 汽^I挪丨一“故― I出‘管堵塞打不乔1 I丙烯，^^11空彳不停11水纟管投用量不足I I温度显示系统故^丨賊今挪丨615 9^ 69601 616 617 供水 没有 601 1压力显示11「 不灵 I压力计显系系统系1^1 1压力计故陣| 602 1压力寸故蹯 -：1 二^, 丨 设硫#供4丨仪表^ 1 612 613 图2丙稀腈反应器防爆膜破裂事故的故障树 表】故障树最小割集及基本事件说明最小 阶数割集基本事件说明1618其他1617330液面不在40^ ~60^1616340液面不在40^ ~60^1615其他1614供水没有1613温度计仪表故障1612温度计没有供气1611温度显示系统故障1610水阀门坏1^09水管破裂2604,^08压力计仪表故障，空气压缩机超负荷工作2604,607压力计仪表故障，空气压缩机反馈系统故障2604,^06压力计仪表故障，丙烯、氨蒸汽压力大2603,608压力计没供气，空气压缩机超负荷工作2603,607压力计没供气，空气压缩机反馈系统故障2003，606压力计没供气，丙烯、氨蒸汽压力大2605，608出料阀门不灵，空气压缩机超负荷工作2605,607出料阀门不灵，空气压缩机反馈系统故障2605,606出料阀门不灵，丙烯、氨蒸汽压力大2602,608压力显示系统故障，空气压缩机