基于模糊推理的化工工艺过程本质安全评价体系研究

摘要

化工过程本质安全是一种有效的能够应用于化工工艺过程设计及生产过程中的风险控制及管理手段。大量研究证明，从工艺装置的整个生命周期考虑，本质安全方法还具有经济性的优势。然而，在实际上，本质安全却没有得到广泛的应用，主要原因是缺少一种系统、合理的本质安全评价方法。 国外许多学者尝试开发了本质安全评价方法，其中主要为以经典集合论为基础的指数方法，受到分析因素的不确定性和主观性的限制。而模糊数学方法在本质安全评价上的应用在这一方面具有一定的优越性。 本文应用模糊推理系统，针对国内外本质安全模糊评价研究的不完善之处，以评价指标的建立、指标安全等级划分及隶属度函数设计、推理规则设计、推理结构设计等为主要研究内容，建立了化工工艺过程本质安全评价系统。 最后，通过对甲苯高温加氢脱烷基制取苯的工艺过程进行了本质安全评价，验证了本评价系统的可行性和有效性。实例研究表明，本评价系统能够反映不同操作单元本质安全水平的不同：应用本质安全原理，对工艺参数进行调整后，本评价系统能很好地反映工艺过程本质安全水平的改变，即本评价系统能够有效地应用于化工工艺过程本质安全程度的评价。此外，采用安全补偿程度指标，度量了补偿措施的应用对工艺过程危险性的限制作用。

目录

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第1章绪论

1.1课题研究意义

1.1.1化学工业生产特点

1.1.2化工过程本质安全原理的应用

1.1.3进行本质安全评价方法研究的必要性

1.2课题研究现状及发展动态

1.2.1国外研究情况

1.2.2国内研究情况

1.3本文研究目的及方法

第2章模糊数学基础

2.1模糊理论基础

2.1.1模糊集合

2.1.2语言变量

2.1.3隶属度函数

2.2模糊推理

2.2.1一般定义

2.2.2模糊推理的Mamdani法

2.2.3 Mamdani算法与其他算法的比较

2.3模糊推理系统

2.4模糊推理用于本质安全评价的优越性

第3章化工过程本质安全评价指标体系

3.1指标体系建立方法

3.1.1建立原则

3.1.2建立步骤

3.2化工工艺过程危险性分析

3.2.1化学反应过程及其危险性分析

3.2.2单元操作过程及其危险性分析

3.2.3典型设备危险性分析

3.2.4化工过程危险性影响因素分析

3.3指标体系的建立

第4章评价推理系统

4.1推理系统设计

4.2模糊推理工具

4.3推理过程

4.3.1参数隶属度函数设计

4.3.2“物质危险性”模糊推理

4.3.3“工艺条件危险性”模糊推理

4.3.4“化工工艺过程固有危险性”模糊推理

4.3.5“化工工艺过程危险性”模糊推理

4.4化工工艺过程本质安全评价步骤

第5章应用实例

5.1实例简介

5.2实例计算

5.2.1工艺A本质安全评价

5.2.2工艺B反应釜单元本质安全评价

5.2.3其他工艺方案反应釜单元本质安全评价

5.2.4评价结果分析

第6章结论及建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

致谢