1.3 本書內容介紹

本質安全化的思想是要在設計階段就降低事故發生的概率和減少事故發生可能帶來的損失，現有的研究中選擇反應路徑可以降低事故發生帶來的損失，但不能確保降低事故發生的概率。因為化工過程是一個復雜的物理化學過程，即使對于選定的反應路徑，系統可能存在多個穩態，通常情況下，這些穩態操作點的穩定性不完全相同，而且對于穩定的穩態操作點它們的穩定性也不盡相同，因此，需要量化表征穩定的穩態點的穩定性來進一步標識系統的本質安全特性。另一方面，在化工過程的體系中還存在Hopf奇異點，在這些奇異點附近的操作點可能產生周期性振蕩，影響化工過程的穩定操作，對于質量要求敏感的體系，這類奇異點更應該最大程度地避免。本書重點研究了化工過程的多穩態及其穩定性現象，提出了量化表征穩定穩態點穩定性的方法，同時研究了規避可能引發振蕩的Hopf奇異點分布區域的方法，最后提出了面向本質安全化的化工過程設計方法框架，并且給出了一個工業過程穩定性分析的實例，以及后續的研究展望。書中詳細介紹了以下內容：

（1）介紹了化工過程的多穩態現象，給出了求解多穩態解的方法，以及穩態解的穩定性判斷方法。

（2）建立了量化表征穩定的穩態點的穩定性的方法，從穩定穩態點能夠承受的最大擾動范圍和擾動后回復之前操作點的速率兩方面定量表征穩定的穩態點的穩定性。

（3）提出了動態系統中操作參數區域內Hopf奇異點的識別方法，建立描述操作點距離奇異點區域的指數，量化表征操作點可能落入產生振蕩現象操作區域的風險。

（4）建立了綜合考慮穩定穩態點穩定性、規避Hopf奇異點區域的化工過程設計方法框架，設計具有更好穩定性的化工過程。