文档介绍：化工生产安全论文化工安全生产论文:
基于模糊综合评价的化工工艺本质安全指数研究
【摘要】 建立化工工艺的本质安全评价指标体系，包括 可燃性、爆炸性、毒性、反应性、温度、压力、储量等7个 指标。为解决前人指数法中的边界波动效应，采用模糊综合评 价建立化工工艺本质安全评价指数模型,确定各指标的权重、 危险分级及对各分级的隶属函数。以***丙烯酸甲酯的5条 工艺路线为例进行分析,结论与前人提出的指数方法的评价 结果相吻合，表明该指数方法可以用来进行化工工艺的本质 安全评价，以指导设计初期的本质安全型工艺路线选择。
【关键词】 化工工艺；本质安全；边界波动效应；模
糊综合评价；隶属函数
0引言
化学工业作为国民经济的支柱产业，近年来正日趋大型 化、复杂化、连续化与自动化。它在不断带来了巨大物质财 富的同时，也由于其传统工艺技术落后,增加了事故和环境污 染风险。如2005年11月13日我国吉林石化双苯厂苯***装 置发生了特大爆炸火灾事故，造成8人死亡,60人受伤，直接经 济损失6 908万元，并致使松花江水严重污染，哈尔滨市被迫 全市停水4天，且波及邻国俄罗斯，造成恶劣的国际影响。2006 年7月28日8时45分左右，位于江苏省射阳县临海镇的盐城 ***源化工有限公司***化反应器在试生产过程中发生爆炸，继 而发生连续爆炸，造成硝化、***化两个车间厂房全部倒塌，造 成22人死亡，29人受伤。这些事故的严重性表明，事故预防 与风险管理技术的进一步开发与应用迫在眉睫。从根本上预 防人员伤亡和环境污染事故，实现绿色化学、清洁发展具有重 要的现实意义［1］。在实现本质安全化的过程中，进行本质安全 评价必不可缺，国内外已有很多种本质安全评价方法,笔者在 此基础上提出了一种基于模糊综合评价法的本质安全评价 模型，旨在进一步解决前人指数法中的边界波动效应。
1本质安全与本质安全评价
本质安全化的理念是人们对灾难性事故反思的产物，反 映了人类安全生产和环境保护思想由被动的末端治理到主 动源头控制的客观发展过程。本质安全化不是依靠被动、主 动的程序措施，而是通过化学与物理学来预防事故，即通过改 进设计，消减工艺、设备中存在的危险物质或危险操作的数量, 使用安全材料替代危险材料等综合措施,以消除或减少工艺、 设备中的危险性。本质安全化设计往往可以得到一个简化而 又节约的工艺过程，因为危险的消减，减少了安全装置的使用 与维护［l-6］o
每个工艺过程都同时存在很多种危险性，如易燃易爆性、 毒性、高温、高压等。在具体采取本质安全措施时，往往都是 针对某一类或者某几类危险进行消减，实施本质安全化。对于 其他的危险性，可能没有影响,或者增加其危险性。如使用*** 利昂作为制冷剂，代替了液氨与轻坯，虽然减少了易燃易爆性 与毒性，但***利昂可对臭氧层造成破坏,对环境造成了影响。 再如:某个使用相对无害的水和二氧化碳的超临界工艺却需
因此,在实施具体本质安全措施的前后就需要对工艺中 的所有危险进行辨识与分析，以进行权衡与评价。此时就需要 有一个合理可行的本质安全评价工具
［5, 7］ o
从1978年Kletz提出本质安全化的理念以来，世界各国已 有很多学者投入到本质安全评价指标体系的研究中。典型的 几套指标体系有：1993年Ed-wards与Lawrence提出的 Prototype Index for InherentSafety(PIIS)［8J; 1996 年 Heikkila 提 出的 InherentSafety Index( ISI)［9］; 2002 年 Palaniappan 提出的 i-Safe指数［10］; 2003年Gupta与Edwards在PUS的基础上提 出了一种基于图表的评价方法［8］; 2003年Gentile提出的基 于模糊推理的本质安全指数［11］;2004年Khan与Amyotte提 出的 Integrated InherentSafety Index(I2SI)［12］等。
Gentile指出了 PIIS, ISI及i-safe中的边界波动效应问题, 即在指标子范围的边界处分值出现突然跳跃而指标值在子 范围内部变动时分值不变的现象。Gentile把模糊推理 Mamdani算法应用到指数模型中,解决了这一问题［11］。但模 糊推理算法较复杂，笔者尝试在其基础上简化，使用模糊综合 评价法建立指标体系，以解决边界波动效应问题［13-14］。
2本质安全指数模型的建立
笔者建立的本质安全指数模型主要用于在设计初期的 工艺路线分级与选择。而此时可以获得的工艺信息很少，只有 一些物性、工艺参数等，故只能通过它们建立模型[15]o
化T工艺的本质安全程度主要由其固有危险性决定，具 体受工艺过程中的原料、半成品、成品数量