一种基于带监督局部保持投影的多模型软测量建模方法

针对化工生产过程中软测量模型估计精度的问题,提出了一种基于多知识库挖掘理论的带监督的局部保持投影（SLPP）方法。该方法用SLPP算法对输入数据空间进行类与类之间的降维,得到不同的类别转换矩阵和不同的类别多知识库,最后融合支持向量机自适应地实现组合建模。仿真结果表明：该建模方法用于双酚A含量的软测量建模中,较传统多模型方法可以更加合理地加权得到子模型,提高了模型估计精度,具有更强的泛化能力。     

正丁醇回收工艺流程模拟与参数优化

采用Aspen Plus流程模拟软件模拟正丁醇回收工艺流程。首先依据正丁醇与水能够形成液-液-气三相的性质选用合适的物性模型,并根据相平衡数据修正模型参数,确保流程模拟结果的精确性;然后利用正丁醇与水部分互溶的特性优选两塔并联操作的正丁醇回收工艺;在此基础上,分析两塔理论塔板数以及塔顶回流温度对操作能耗的影响;最后从提高有用能效率的角度出发选择合适的公用工程介质。     

甲基萘烷基化产物的Aspen精馏分离模拟

以甲基萘（MN）和甲醇（ME）为原料,采用HZSM-5烷基化催化剂制取2,6-二甲基萘（2,6-DMN）。由于产物中含有2,6-DMN的异构体以及未反应的MN,需对反应产物进行有效分离。利用Aspen Plus化工模拟软件的DSTWU精馏模块对产物进行模拟运算。结果表明：采用NRTL物性方法的模拟计算结果能够满足工艺要求,甲基萘回收率可达99.9%,溶剂回收率可达100%。此外,利用Sensitivity模块优化了模拟过程,确定了最佳进料位置,并用Radfrac精馏模块进行了核算。     

Aspen Plus在PTA装置空压机组节能改造中的应用

利用Aspen Plus对PTA氧化反应系统中与空压机组密切相关的工艺流程建立模拟模型。在此基础上对空压机和尾气膨胀机的关键工艺参数进行灵敏度分析,探讨了空压机级压比、空压机一级进气温度、尾气膨胀机一级和二级进气温度对各自功率的影响,确定了降低空压机功率需求和提高尾气膨胀机输出功率的优化方案,为节能改造工程提供理论依据。     

PTA装置溶剂脱水系统中共沸剂回收塔的动态模拟及控制

针对以醋酸正丙酯为共沸剂的工业醋酸回收系统中的共沸剂回收塔,基于Aspen Plus和Aspen Dynamics平台在稳态模型的基础上对其进行了动态模拟及动态控制策略研究,设计了两种控制结构并分别对其动态响应特性进行了分析。结果表明,本文方法通过直接调节供热流股来控制灵敏板温度具有更好的控制性能,并且能在扰动出现后更快、更稳地达到所需分离要求,回到稳态值、缩短过渡过程并减少相应的物耗及能耗损失,为以后进行共沸剂回收过程的动态实时优化、先进控制等研究以及实现PTA装置的高效优化运行提供有用的理论基础。     

N-甲酰吗啉萃取精馏分离芳烃和非芳烃的工艺模拟与过程参数优化

利用Aspen Plus软件,采用Dortmund修正的UNIFAC基团贡献法预测含N-甲酰吗啉烃类体系的汽液相平衡,建立了N-甲酰吗啉萃取精馏分离芳烃的过程模型.模拟结果表明:该模型能够较好地反映工艺装置的实际操作状况.在此基础上,考察了溶剂比、回流比及苯/甲苯馏分、溶剂进料位置等参数对分离过程的影响,获得了N-甲酰吗啉萃取精馏过程的最佳工艺参数.     

PTA装置溶剂脱水塔进料组分含量变化对塔分离效果的影响

利用Aspen Plus流程模拟软件模拟计算了精对苯二甲酸（PTA）装置溶剂脱水共沸精馏塔,液相采用UNIQUAC模型计算活度系数,气相采用Hayden-O'Connell模型计算逸度系数,模拟结果与实际工况符合较好。在此基础上将其转化为基于Aspen Dynamic的动态模型。利用三元相图分析醋酸-水-醋酸正丁酯(HAc-H2O-NBA)三元体系中进料组分含量变化对溶剂脱水塔操作条件的影响,提出单塔板温度控制和双塔板温度控制两种方案。仿真研究进料组成变化对两种控制方案相关操作变量的动态响应情况,从中挑选     

化工过程系统的多层数据调和框架

过程数据的可靠性和一致性在化工过程系统中是非常重要的。过程的测量数据一般含有随机误差和显著误差,必须应用数据调和与显著误差检测技术来减小过程测量数据的误差。测量数据具有不同的类型。针对不同类型的测量数据的数据调和问题,提出了一种多层数据调和框架。此框架可以根据不同的测量数据选择不同层次的机理模型,进行数据调和。不同类型的测量数据的数据调和问题分为三层：第一层是基于总物料平衡层,第二层是基于物料和组分平衡层,第三层是基于严格机理模型层。在此数据调和框架中,应用加权最小二乘目标函数作为调和目标,采用鲁棒高效的显著误差检测方法。基于此框架,对于化工过程系统的测量信息的不同,均可选择合理的模型有效地对测量数据进行数据调和。联塔系统和空气分离系统的数值模拟试验说明了此框架的灵活性和有效性。     

基于Kriging代理模型的苯乙烯流程优化

针对苯乙烯工艺流程的设计及控制复杂性,使用Kriging代理模型方法,对由Aspen plus构建的苯乙烯工艺流程模拟系统进行建模,并且使用分布估计算法对目标函数进行优化。结果表明,基于Kriging模型的分布估计算法,在保证较高精度要求的前提下,明显减少了计算时间,有效地化解了精度和效率之间的矛盾,具有理论意义及实用价值。     

醋酸甲酯对醋酸脱水共沸精馏过程的影响

利用化工流程模拟软件Aspen Plus模拟了精对苯二甲酸（PTA）装置中醋酸脱水共沸精馏系统,系统研究了醋酸甲酯（MA）对该过程能耗的影响。研究表明,MA会在脱水塔内累积,进料中MA含量增多将导致脱水塔负荷直线增加。在脱水塔塔顶和分相器之间设置部分冷凝装置,将含较多MA的气相引至回收塔,可大大减少MA在系统内的循环量,从而有效降低脱水塔能耗。     

均相/非均相催化精馏合成乙二醇单丁醚控制分析与比较

以环氧乙烷和正丁醇合成乙二醇单丁醚为例,开展了均相和非均相两种催化精馏工艺的稳态模拟、动态行为和控制研究,比较分析了两种工艺的特点。在Aspen Plus模拟平台上取得精馏塔稳态模拟数据,采用相对增益矩阵（RGA）对均相和非均相催化精馏塔进行分析,确定了双温度控制回路。在Aspen Dynamics中建立了控制方案,在添加正丁醇进料摩尔分数±10%的阶跃扰动下,考察了催化精馏塔的动态响应及控制效果。研究结果表明,均相和非均相催化精馏工艺均能达到控制要求,但非均相反应体系控制方案有更快的动态响应、更小的扰动变化量,并能更早恢复到设定值,其原因在于非均相工艺不存在催化剂浓度变化因素。     

基于化工流程动态模拟的HAZOP分析方法

采用化工流程动态模拟与传统危险与可操作性分析（HAZOP）相结合的方法，从机理模型和工艺危害后果定量分析的角度出发，以芳烃联合装置中重芳烃精馏工艺和设备为研究对象，选取塔釜热负荷失控和塔顶冷凝器失效两种危害场景进行分析。结果表明，相对于传统HAZOP方法，基于机理模型的HAZOP方法可以定量预测危险事件后果，其模拟结果可以为设定关键工艺参数的报警值和联锁值提供理论依据。     

丁二烯第一萃取精馏塔操作参数的优化

利用A SPEN PLU S流程模拟软件对丁二烯第一萃取精馏塔进行模拟计算,在此基础上进行操作变量对塔顶和塔釜关键组分的灵敏度分析,并对第一萃取精馏塔进行溶剂比优化,最后利用神经网络进行建模,预测不同C 4进料情况下的最佳溶剂比,并用于指导生产。实际生产情况表明该方法是有效的。     

产业化工况下木质纤维素生物炼制过程的流程模拟

针对产业化规模的木质纤维素生物炼制工艺,在Aspen plus流程模拟平台上建立了全过程流程模拟模型。构建了木质纤维素生物炼制中涉及物质的全组分物性数据库,建立了Aspen plus平台上的严格热力学流程模拟模型;对年加工300 000 t玉米秸秆原料生产纤维素乙醇的产业化装置进行了严格流程模拟计算,从节能减排角度对纤维素乙醇生产过程中的新鲜水用量、废水减排和蒸汽能耗等工程问题进行了分析,并给出了积极的节能减排解决方案。该模型可以为产业化纤维素乙醇生产技术的过程设计、操作优化以及技术经济评价提供设计和优化工具。