过程模拟优化在化工工艺设计中的应用

山 西青 年
科 技 论 坛
过程模拟优化在化工工艺设计中的应用
徐
４ ３ ４ ０ ２ ３
路
荆州
长江大学工程技术学院 湖北
要 ：方法的优化就 是在研究过程 中不断的演变， 动态人 工神 经网 醇 的产 品 ，其 下游段 用于分 离纯化 ，废酵 母从Ｓ １ ４ 出料 ，其 中的一 。 络 的动 态算法 的统一框架就 是所谓的提 出 基 于Ｄ Ｎ Ｎ ，其对并行分布计 算 部分 循环 到发酵 罐Ｂ 清 液 发酵 产 乙醇 流 程 涉 及 ５ 个 主要 组 分 ：水 （ ｗａ ｔ ｅ ｒ ） 、乙醇 栉ｌ 生 进行 了重点论述 ，又根据 乙醇生物炼制过程 对 乙醇产业化装置进行 （ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｏ １ ） 、葡 萄糖（ ｇ ｌ ｕ ｃ ｏ ｓ ｅ ）ｓ ｔ ） 。另外 了严格的计算机 流程模 拟，建立 的Ａ ｓ ｐ ｅ ｎ ｐ ｌ ｕ ｓ 平 台上 乙醇炼制过程 流程 其 它微量 的杂 质在 生物 的代谢过 程 中也会产 生 。因在非结 构 性动力 模 拟模型 ，为操作优化 、乙醇生产技术在大型工业规模 的过程设计、评 学 的模型 基础 上建 立的相 关数 学模型 ，并且 在该 酶反应过 程 中会 有 价技术经济基础的设计工具和优 艺 操作方案；为过程设计提供全部 的物 菌体 的 生长 ，以致没 有 固定的 反应方 程式适 用 ，用户根据 自己的生 料以及能量方面的衡算数据；能够实现利用最新的研究的各种结果实现 产 要求和状 况 ，可 以部 分 的改进生 产过程 。 二 、模拟 计算 结果 对最终结果里 热量降低的影响和贡献做出客观公正详细的评价 。 本文模 拟计 算和验 证模 型的表格 如下 表 １ 显示 （ 见下 ）： 关键 词 ：过程模拟；建模；优化 三 、过程 的模拟 和结果 分析及 优化 主要考 虑 葡萄糖 的进 料量对 于预 发酵 、整个发 酵结果 、反应 压 现代 工业 倾 向于 向大型化 和 自动化 的发展 ，为了能保 证 工业生 力 、发酵 系统热 负荷优 化 的影 响。 产 的安全 、高 效率 、经济 节约 、优质 ，唯一选 择 的就 是做 到大 型工 整个 装 置 上 设计 根 据本 文 的条件 和 所 得 出 的结果 的实验 来 验 业过 程 的 自动 化。在 整个 生产 流程 中 ，控 制系 统是从 控制 单个 工艺 证 系统热量 的优 化 。实验过 程 中各 个 发酵罐 的温度 和产 品最终温 度 变量 的稳 定开 始设 置顺序 的 ，然后 是控制 单元 过程 ，进而 到把 控整 的测 量值如 下表 所示 。经分 析可 得 ，各 发酵罐 经 系统热量优 化后 的 个 车间 。规划 原则就 是根 据市 场的 需求最 佳地 管控 生产过 程 的计算 温度 均在 ３ ２ ￣ Ｊ ３ ３ ￣ Ｃ 之 间 ，而 产 品的酒精 含 量和 残糖值 均符 合要 求 机 集成 以综合 自动化 ，从 而使 经济效 益 随着不 断扩 大控制 规模 而有 （ 表２ 见 下 ）。 显 著的增 长 。从功 能上 工业生 产过程 计算 机集成 综合 自动 化 的总体 在 蒸 馏 过 程 中 ，进 料 的 原 油 成 份 、塔 的 操 作 条 件 以及 生 结构 可分 为过 程最优 控 制 以及优 化 生产过 程 的操作 两个方 面 ，市场 产 的 负 荷 等 影 响产 品质 量 的 因 素 非 常 多 ，而 化 工 流 程 模 拟 系 统 预 测 、最 优计 划和最 优调 度 、决策 四个层 次 ，各个层 次上 都存 在着 Ａ Ｓ Ｐ Ｅ Ｎ Ｐ Ｌ ｕ ｓ 、Ｐ Ｒ Ｏ Ｉ Ｉ 、Ｈ ｓ ｙ ｓ 等 ，虽 然在 原油 的加工 过程 是能够 运 不 同程度 的优 化 ，相 应地 可获 得经济 效益 不 同幅度 的上调 ，本 文章 用 ，但需独 立 的运行 环境 ，且只 能够 进行离线 操作 ，难于 直接地 在 主要 是讨 论化 工生产 过程 的在线操 作优化 。 装置 上在线 模拟 分析 。企 业应用 过程模 拟能够 获得 大量 的反 映生产 实例 建横一 乙醇连续 发酵 过程 过程 以及状 态 的数据 。提供 了质 量 的控制所 需的相 关信息 。统计 分 １ ． 流程模 型 的假设 析 的方 法能 够高 效 地处 理 、分析 得 到 的数据 ， 分析 生 产 的过程 中 经研 究提 出合理 的假 设 ，并相应 简化 其过 程 。包括 以下步 骤 ： 的众 多参数 （ 包括过 程参 数 以及 质量 指标） 间 的关系 ， 建 立预估模 型 （ １） 根据 过程 连 续 性的等 价 性原 则 ，可 以得 出全 过程 处于 连续 性 针对难 以测 量 的质 量指 标 。将 数据 资源转 化成 为效益 。 操 作状 态 ； （ ２） 过程 处 于稳定 运 行状 态 ，不考 虑 过程 中 出现 的开 参考 文献 ： 车 和停 车这 些特 殊状 态 ； （ ３）由于在 输送 物料 过 程 中压 力会 降到 ［ １ ］ 冯 宝林 ，王 晓春 ，张 北屿等 ，润 滑 油型 常减压 蒸馏装 置扩 能 ０ ，故 可忽略研 究 中输送过 程 的能耗 ； （ ４） 在 液气 的平 衡计算 时 ， 改造及 标定 ［ Ｊ ］ ，石 油化 工设 计 ，２ ０ ０ ３ ，３ ０ （ ３ ） ，３ ７ —１ ０ 若 是不 发生 化 学反应 的 固体 组分 则 不参 与计 算 ； （ ５） 在独 立 的换 ［ ２ ］ 张北 屿 ，冯 宝林 ，润滑 油型 常减压 蒸馏装 置的扩 能改造 ［ Ｊ ］ ， 热器 中能 够实现 物流 的温度 变化 。 炼 油技 术 与工程 ，２ ０ ０ ３ ，３ ３ （ １ ） ． ２ ． 单元操 作模 块 的流程模 型 作者简 介 ： 下图１ 为模 型发 酵 过 程流 程 图 １ 。６ 个 发酵 罐 。１个 预 发酵 罐 徐路 ，男 ， （ １ ９ ９ ０ ～ ），湖北省 宜昌市人 ，在读 大 学生 ，长 江大 构成 了整个 发酵 流程 。其 中 。Ａ 为预 发酵 罐 ，酵母 、干法糖 液 、营 学工程技术学院２ ０ Ｏ ９ 级化学工程与工艺专业学生，研究方向：化 养盐分别为Ｓ ｌ 、Ｓ ２ 、Ｓ ３ 的进料 。Ｓ ５ 、Ｓ ７ 、Ｓ ９的进料均为干法糖 学 工程 。 液 。Ｓ １ ６ 进料 是循 环返 回 的酵母 ，Ｓ １ ５ 出料 为含 １ １ ％～ １ ２ ％（ Ｖ ， ｖ ） 乙 摘