基于模糊 FMEA的环己酮肟重排反应器风险分析.pdf

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1、６化工机械２０１５年基于模糊ＦＭＥＡ的环己酮肟重排反应器风险分析郭凡*於孝春袁东明（南京工业大学机械与动力工程学院）摘要生产己内酰胺最重要的工艺过程就是环己酮肟液相贝克曼重排反应过程，其中连续三级重排反应器是主要设备之一。针对工艺环境对设备的影响，采用故障模式与影响分析（ＦＭＥＡ）方法对反应器进行失效分析，但是传统的ＦＭＥＡ主观性太大，精确度低。根据专家调查表，引入模糊综合评判方法进行建模分析，采用层次分析法（ＡＨＰ）确定权重向量和风险等级。模糊综合评价对ＦＭＥＡ进行定量转化，使重排反应器的风险评估更加合理。

2、关键词重排反应器环己酮肟故障模式与影响分析模糊综合评判风险分析中图分类号ＴＱ０５２．５文献标识码Ａ文章编号０２５４-６０９４（２０１５）０１-０００６-０６近年来全世界的己内酰胺需求量急速上升，给予专家主观的事故严重度（Ｓ）、故障发生频度我国也相继建立多家厂房，己内酰胺生产工艺庞（Ｏ）和检测难度（Ｄ），并按照３个因素相乘得到［２，３］大、设备复杂、易燃易爆物料繁多。己内酰胺风险顺序数（ＲＰＮ）。依靠专家经验知识打（ＣＰＬ）作为重要的化工原料之一，主要用于生产分，带有严重的主观性和模糊性，所以结合模糊综工程塑料

3、与聚酰胺纤维。当前９０％左右的厂家合评价方法更具有准确性。根据环己酮肟重排工采用发烟硫酸或浓硫酸作为催化剂，在三级重排艺分析出可能发生的故障模式有：腐蚀、磨损及堵反应器中进行贝克曼重排反应，使环己酮肟发生塞等，由于主要介绍多级模糊ＦＭＥＡ评价方法，重排反应生成粗己内酰胺，再进一步精制出产应用到每个故障模式都是一样的分析过程，加上ＣＰＬ。由于在高温环境下，伴随大量酸性物质的篇幅的限制这里只介绍腐蚀失效的模糊评价过存在，对环境污染大、副产品诸多及设备腐蚀严重程，具体的重排反应器ＦＭＥＡ见表１。等问题需要及时进行安

4、全分析，确定风险等级，采２模糊ＦＭＥＡ综合评价［１］取相应检修措施。在重排反应器ＦＭＥＡ分析的基础上加入模１重排反应器故障模式及影响分析糊综合评价，根据１０位专家调查所得数据建立相传统的ＦＭＥＡ风险分析属于半定量分析法，应模糊矩阵，在确定权重时采用层次分析法通过经验总结设备发生的故障模式、原因和影响，（ＡＨＰ），从而将严重度、故障发生频度和检测难表１重排反应器ＦＭＥＡ故障模式故障影响检测方法预防措施故障原因ＳＯＤＲＰＮ腐蚀物料泄漏、物料是否泄定期检测、严格应力腐蚀开裂７６５２１０爆炸、中毒，漏，肉眼观察控制反

5、应温度，残余应力６５５１５０停产腐蚀现象选择合理材料，热处理工艺不当５４２４０联锁装置控制选材不当５３２３０飞温７５４１４０*郭凡，女，１９８８年２月生，硕士研究生。江苏省南京市，２１１８１６。第４２卷第１期化工机械７度３个因素对风险的影响进行加权分析，建立每个因素Ｕ（ｉ＝１，２，３）可以用５个等级表ｉＦＭＥＡ风险模型，把定性分析转化为定量分示，对Ｕ的模糊语言为“非常严重、较严重、一１［４，５］析。最后进行去模糊化（清晰化）分析，得到般、轻微、几乎无影响”；对Ｕ的等级模糊语言为２准确的风险等级。“经常发生、有

6、时发生、偶尔发生、很少发生、极少２．１确定因素集合发生”；对Ｕ的等级为“无法检测、检测较低、中３对照表１，环己酮肟重排反应器的腐蚀失效等、检测较高、非常高”。依据以上５个等级，因（二级指标）为研究对象，选取严重度、故障发生素Ｕ（ｉ＝１，２，３）的评语集Ｖ依次为：Ｖ＝｛ｖ，ｉ１１１频度和检测难度３个因素为确定因素，则因素集ｖ，ｖ，ｖ，ｖ｝；Ｖ＝｛ｖ，ｖ，ｖ，ｖ，ｖ｝；Ｖ＝１２１３１４１５２２１２２２３２４２５３Ｕ＝｛严重度Ｕ，发生频度Ｕ，检测度Ｕ｝；每个｛ｖ，ｖ，ｖ，ｖ，ｖ｝。１２３３１３２３３３４３５因素Ｕ（

7、ｉ＝１，２，３）（一级指标）由基本因素ｕ所２．３模糊评判矩阵ｉｉ决定，则Ｕ的因素集为Ｕ＝｛应力腐蚀开裂ｕ，对于模糊评价矩阵的建立需要有专家的评ｉｉ１残余应力ｕ，热处理不当ｕ，选材不当ｕ，飞温论，论文根据以往记录的１０位专家（ｎ＝１０）调查２３４ｕ｝。表２，分别统计出每个因素Ｕ（ｉ＝１，２，３，４，５）中５ｉ２．２确定评语集专家评论的次数。表２专家对各因素评语（ｖ，ｖ，ｖ）调查表１ｉ２ｉ３ｉ专家ｎ应力腐蚀开裂残余应力热处理工艺不当选材不当飞温１５３４４５４５３４５３４５４５２４５５４３５４２３４２４３３５３３４

8、３４４３１３４４２３４４３４５２４５３４３５２３１２２５４５３３１３２４３４１５１４４５４６５４３５４３３１３２３１５２２７１３２４１２２４４３１１３４４８４５３２３４５３２４２２４３１９５１２５４１３２１２４１２２３１０２２２１４４２３５１４２５４４根据表２可以统计出各因素Ｕ（ｉ＝１，２，３，４，２，ｎ＝１，ｎ＝１。对ｕ的评语ｖ（ｉ＝１，２，３，４，５）ｉ４５３１ｉ５）中各种评语出现的次数记录为ｎ