化工过程系统流程复杂,运行条件苛刻,影响因素高度耦合,并伴有高温、高压、低温、真空、大流量、高转速等极端条件。过程安全事故多是由于相对宏观或微观系统的“变化”引起,如流量过小、液位偏低等。若此类“变化”使系统的运行工况超出预期的安全范围,则系统故障。单一设备或工艺过程呈现的故障通常会凭借单元系统之间的联系,产生级联效应,由单一故障引发故障链,最后演变成事故。过程安全事故主要呈现在宏观系统尺度上,而多数具体研究数据又是在若干相对微观系统尺度上进行的,因此,对过程安全事故的尺度效应进行定量分析对预测事故演变规律和确定重点监测对象,从而确定事故处理优先级具有十分重要的意义。基于尺度效应的过程安全风险定量评价需要研究不同的系统尺度上的风险,本文在工艺变量级尺度上建立了泄漏事故的泄漏概率模型;在设备级尺度上进行了多米诺事故场景分析;在系统尺度上建立了综合风险评价模型。具体的研究内容如下:(1)提出了基于尺度效应的过程安全泄漏事故概率估计方法。引入了多尺度思想,在相对微观尺度上,选择工艺偏差变量作为基本事件,随着尺度增大,相对宏观尺度上,考虑人因失误对工艺偏差的影响,用人因失误因子修正工艺偏差概率,修正后的基本事件概率作为模糊Petri网模型的输入,最后得以输出泄漏事故概率。(2)针对设备之间的级联效应,提出了一种基于多米诺效应的事故场景分析方法。结合事件树分析方法,给出了多米诺事故具体的分析流程,分析了初始事故导致的多米诺事故场景及概率计算过程,有效地解决了传统分析方法只分析到二次事故的不足。(3)针对化工过程存在的事故危险,提出了一种基于尺度效应的综合风险评价方法,从事故发生全过程的风险作用链考虑提出了基于风险作用链“风险等级—管理因素—受体易损性”的风险综合评价方法。