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。以甲基丙烯酸甲酯的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胺装 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 氟源化工有限公司氯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、氯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。如使用氟 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，但氟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