危险与可操作性分析(HAZOP)是一种被广泛应用于过程危害分析的工具。以往的HAZOP分析利用不同专业的专家经验进行分析,近来,基于知识或模型的专家系统也被应用到此分析中。HAZOP需要占用大量的时间和资源,为了节约时间,节省经费,获得更全面的结果,计算机辅助HAZOP分析技术应运而生。基于知识的专家系统就是这样一种尝试,但是由于专家经验的有限性,结果展示的不全面。若仿真技术准确而广泛的应用,则基于模型的专家系统能够提供全面的分析结果。本论文将渣油催化裂化作为研究对象。渣油催化裂化在石油化工过程中是一个非常重要的化学过程,它是将高沸点长链烃类液体蒸发并断裂成小的、短的分子的过程。同时,它也是一个非常复杂的化工过程,许多变量之间相互影响,误差传递难以预测。本论文的目的是使HAZOP更少的依赖于专家系统,从而克服传统的HAZOP的缺点。本论文的方法是使用动态仿真为复杂的化学过程提供高保真的数据,从而对生产线的多级效应进行研究。定性分析通过观测数据变化的趋势和重构有向图和连接矩阵来监测过程的发展。它通过使用模拟获得的数据,给出在正常工作条件下和引入偏差效果下的设计意图数据。定量多级分析能够被进一步分成两部分,单变量引起的偏差和多变量引起的偏差。在第一部分中介绍两个单变量偏差,即由蒸汽增长引起的偏差和原油流率增长引起的偏差。这种偏差引起的产品质量变化的效果不足以采取补救措施,且这种效果随着生产线而消失。在第二部分,三个变量引起的偏差被结合起来考虑。例3和例4考虑了不同的引导参数与同一参数结合。第一种结合使偏差效果达到最小化,第二种结合使偏差增大,甚至引起了无计划的停工,而不是预期的暂时的产品质量的损失。常规HAZOP由于传递的本质,由本论文提供的方案结果很容易被忽略错过。这在工厂检修时候,是极其不利的,对设备和人员可能会造成经济损失和伤害。本论文精确地阐释了单变量与多变量偏差的多级效应,而且为HAZOP的定量分析提供了帮助,使它的分析结果更加全面精确,提高了由偏差引起的可能性危害的可预测性,以及时对偏差引起的后果进行补救。