化工技术进展论文
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化工安全工程技术论文3000字化工行业这是我国国民经济之中重要的产业之一,其中化工安全技术的发展也是极其重要。
下面是由整理的化工安全技术3000字论文,希望能对大家有所帮助,欢迎阅读。
《化工容器的安装安全技术探讨》摘要:化工压力容器发生安全事故的原因,一方面是因为化工容器自身因素造成的,另一方面是因为人为因素造成的。
文章通过从源头抓起,避免化工压力容器出现质量问题;加强日常检查,避免化工压力容器出现安全问题:防止容器腐蚀,避免出现安全隐患;严格控制使用条件,避免人为因素等多个方面对化工压力容器的安全控制进行了系统性的探讨。
关键词:化工压力容器安全控制由于各种物理或者化学的因素,化工压力容器常常会出现安全事故。
事故一旦发生,不但会造成化工压力容器损坏,而且还会造成人员伤亡以及相当大的经济损失。
纵观化工压力容器发生安全事故的原因,一方面是因为化工容器自身因素造成的,另一方面是因为人为因素造成的。
据统计,在已经发生的化工压力容器安全事故中,有83%的都是由于人为因素造成的。
为此,大力加强化工压力容器的安全控制,对于避免发生重大安全事故,避免造成重大人员伤亡以及经济损失都具有重大的现实意义。
1 从源头抓起,避免化工压力容器出现质量问题化工压力容器之所以会出现安全问题,和化工压力容器的质量有着非常密切的关系。
首先是因为化工压力容器内盛放的多是具有腐蚀性的化工原料,另外,这些化工原料常常在高压下进行保存。
这样就给压力容器的质量提出了相当高的要求。
为此,在化工压力容器的制造过程中,生产部门要严格按照行业标准进行设计生产,保证其设计与制造的质量,选择耐腐蚀的金属或者合金材料提高其防腐蚀性,在选择制造材料的过程中,还要根据化工压力容器所盛放的介质确定所使用的制造材料。
争取设计生产出高质量的化工压力容器。
另外,化工企业在购进的过程中,也要认真按照行业标准进行检查和检测,发现不符合行业标准的化工压力容器,要坚决制止其进入化工生产企业。
化学工程论文范文(5篇)绿色化学工程对化学工业节能的作用摘要:目前,我国的生态环境恶化速度较快,因此,必须在提高化学工程技术水平和工艺水平的同时,强化化学工程与工艺的评估,强化环保管理,采取绿色评估方法,合理利用化工原料,从而促进绿色环保工作的有效推进。
随着传统化工行业的不断发展,许多化学工艺在应用过程所消耗的大量资源已经成为了一个当前急需解决的关键问题。
同时,当前环境污染问题日益严重,对自然生态系统造成了巨大的损害。
因此,必须加强对自然环境的保护,提高对化学工艺的利用效率,从而促进自然环境的可持续发展。
关键词:绿色化学工程;化学工业节能随着科学技术的进步,绿色能源和环境保护技术在各个领域得到了广泛的应用,它在促进工业发展方面发挥了重要的作用。
随着我国化学工业的迅速发展,化学原料的用量也在不断增加,对人体的健康和生活质量产生了很大的影响。
为此,有关部门也开始采用绿色化学技术,将绿色的化学技术应用到化工产品的生产中,从而达到节能减排的目的。
从而,在降低环境污染与破坏的前提下,对化工产品的相关工艺进行改进。
在推动绿色环保工作有效进行的同时,也可以推动社会的协调发展。
1绿色化学工程工艺概述绿色化学技术也被称为环保无害化,它是一种利用化学方法避免在化学过程中引起的环境污染的科学。
绿色化学工程技术的核心内容就是利用化学的基本原理,对设计和生产过程中产生的有毒有害成分进行有效的处理,从而达到绿色、环保的目的,从而降低化工生产对环境和人们身体健康造成的伤害,正是因为可以让化工生产反应过程实现无害化,所以被称之为绿色化学工程工艺。
绿色化学工程技术在世界范围内已被广泛采用,它的特点是可以从源头上解决化工污染,并可预防污染,而非污染后的净化治理。
应用绿色化学工程技术设计和生产化工产品,既能最大限度地提高材料利用率,又能有效地防止非再生资源的浪费。
2绿色化学工程与工艺对化学工业节能发展的必要性2.1产业可持续性发展的需要随着化工行业的发展,化工行业的发展必然会向着无公害、可持续发展的方向发展,这就要求化学工程和技术手段对大气、水体和土壤的污染进行有效的处理,从而达到对化工原料、加工、生产、处理、储运等全过程的清洁管理,这对化学工业可持续性发展具有重要的意义。
应⽤化⼯技术毕业论⽂应⽤化⼯技术毕业论⽂应⽤化⼯技术毕业论⽂题⽬煤⽓化制甲醇(年产40万吨)的研究专业应⽤化⼯技术I应⽤化⼯技术毕业论⽂⽬录摘要 (1)第⼀章绪论 (2)1.2 新型煤化⼯内容简介 (3)1.2.1发展现代煤化⼯的意义 (3)1.2.2 现代煤化⼯的主要特点 (4)1.3 煤炭⽓化⼯艺 (4)1.4 煤炭⽓化技术应⽤领域 (8)第⼆章煤炭⽓化原理 (10)2.1煤炭⽓化技术 (10)2.2 煤炭⽓化的原理 (12)第三章煤⽓化制甲醇 (14)3.1 合成⽓的制备 (14)3.1.1 德⼠古⽔煤浆⽓化技术 (14)3.1.2 德⼠古⽔煤浆⽓化激冷流程图 (15)3.1.3 反应设备—⽓化炉 (15)3.1.4 合成⽓的净化 (16)3.2 甲醇的制备 (18)3.2.1 甲醇的性质 (18)3.2.2 合成⽓制甲醇 (18)3.2.3 低压法合成甲醇的⼯艺 (19)3.2.4 甲醇合成反应器 (21)3.3物料衡算 (24)3.4能量衡算 (28)第四章结论 (30)4.1低压法合成甲醇的影响因素 (30)4.1.1温度对CH3OH合成的影响 (30)4.1.2 压⼒对CH3OH合成的影响 (30)4.1.3空速对甲醇合成的影响 (31)II应⽤化⼯技术毕业论⽂4.1.4 氢碳⽐的控制对甲醇合成的影响 (31)4.1.5 惰性⽓体含量对CH3OH合成的影响 (32)4.1.6甲醇合成催化剂以及催化剂对甲醇合成的影响 (32) 4.2 甲醇市场的展望 (32)致谢 (34)参考⽂献 (35)III应⽤化⼯技术毕业论⽂摘要中国是世界上煤炭资源丰富的国家之⼀,煤炭储量远⼤于⽯油、天然⽓储量。
基于国情,将煤炭加⼯转化成清洁、⾼效的⼆次能源,寻找内燃发动机的替代燃料,使能源结构向多元化结构,解决对⽯油的过分依赖将是今后的主要发展⽅向。
本⽂主要综述了煤⽓化和合成甲醇基本原理、⼯艺流程、设备、净化、影响因素等。
化工企业技术论文3000字(2)化工企业技术论文3000字篇二浅谈化工企业安全动火技术操作规范【摘要】动火是指在化工企业限定的禁火区内进行焊接与切割作业,或在易燃易爆场所使用喷灯、电钻、砂轮等可能产生火焰、火花和赤热表面的临时性作业。
是一项技术性强、要求高、难度大、颇具风险的特殊作业。
化工企业在进行设备安装维修、技术改造的过程中,一般离不开动火作业,而化工企业动火作业时又大多存在着易燃易爆的介质,操作不慎就有可能引起火灾爆炸等事故,给企业造成经济损失。
因此,化工企业对做好安全动火工作尤为重视,凡需要动火操作的作业需先向相关部门申请“动火证”,才可以实施动火操作。
【关键词】动火技术操作规范按动火的危害程度及影响范围动火作业可分为特殊危险动火作业、一级动火作业和二级动火作业三类。
(1)特殊危险动火作业,系指在生产运行状态下的易燃易爆介质生产装置、储罐、容器等部位上及其他特别危险场所的动火作业。
(2)一级动火作业系指在易燃易爆场所进行的动火作业。
(3)二级动火作业系指在火灾、爆炸危险性较小的场所进行的动火作业。
一级动火、二级动火由动火部门提出,生产运行部经理审核后,报公司安全检查监督部、调度指挥中心审批,然后再报公司生产副总、总经理批准,并由动火作业提出部门存档。
而三级动火需由动火部门提出,生产运行部审核后,报公司安全检查监督部、调度指挥中心审批,然后再报生产副总批准,并由动火作业提出部门存档。
那我们就针对动火作业中最重要的安全防范问题,将化工企业安全动火的技术操作要求总结一下,希望对经常实施动火操作的工作人员有所帮助。
1 动火作业前操作者必须对现场安全确认,明确高温熔渣、火星及其它火种可能或潜在喷溅的区域,该区域周围10米范围内严禁存在任何可燃品(化学品、纸箱、塑料、木头及其它可燃物等),确保动火区域保持整洁,无易燃可燃品。
对确实无条件移走的可燃品、动火时可能影响或损害无条件移走的设备、工具时,操作者必须用严密的铁板、石棉瓦、防火屏风等将动火区域与外部区域、火种与需保护的设备有效的隔离、隔绝,现场备好灭火器材和水源,必要时可不定期将现场洒水浸湿。
石汕化工工艺论文15篇石汕化工工艺论文摘要:现代社会发展离不开石油化工行业的支持,发展绿色石油化工工艺既是社会发展的客观要求,可是石化行业在保护环境方而应承担的责任。
随着科学技术的发展,人们对于物质的研究由宏观视角逐渐转入微观视角,致使原子经济反应逐渐成为现实。
通过原子经济反应和再生无害原料,可有效提高石油化工生产效率、减低污染排放,从而促进石油化工和自然环境的良性发展。
关键词石油化工工艺石油化工论文石油化工石油化工工艺论文:石汕化工废水处理工艺的分析及研究前言石油化工在世界大范国开采和应用,促逬了国家和地区的经济发展,可是很多国家和地区只是侧重于石油化工的开发和利用,忽略了其对环境的影响。
一般的含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化汕、肢体溶解物质和悬浮固体等一系列物质构成,其中的有害成分较多。
生产过程中所产生的废水对于周園的生物和环境具有较大的伤害性,从可持续发展的角度,严重的石油化工废水排放会给人们的生活造成困扰,影响国家或地区的经济发展, 影响国家或地区的平衡发展。
因此,在促进我国经济快速发展的同时,也不能忽视右油工业废水排放技术的应用,保障生活生产环境,促进可持续发展。
一.石油化工废水的特点石油化工企业是以石油或天然气为主要原料,通过不同的生产工艺过程、加工方法,生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。
各种成分的物料在这里加工、储存、装卸、输送。
一旦发生火灾,导致容器和管道破裂,物料就会泄漏岀来,石油化工废水排出来的时候,河流及农田就会被污染。
仃油废水的排放仃油从地底下开采出来后,就会经过脱水等处理后就会进入到集输管线中,之后才能送到炼汕厂或者是油库中,还要在油库中进行再次的脱水以及脱盐处理等措施,但是当原汕中含水量小于或等于某种数据时,之后才能今日到减压的装置中去,这苴中就会产生一些重油和渣油。
每次的深加工都会产生一些石油化工的废水,这些废水的处理是进行安全生a工作的重点,因此在加工的过程中,都要把石汕化工的废水运用比较实用的技术进行处理,也同时在处理过程中也要提高处理的能力及技术。
化工企业技术创新论文随着时代的进步和技术的不断发展,化工企业也在不断探索前进,以适应市场需求和技术进步的需要。
而技术创新在化工企业中也显得尤为重要,因为化工产品广泛应用于人们的生活,而且工艺和生产过程也极其复杂,只有不断创新才能满足市场需求和保持竞争力。
首先,技术创新对于提高化工企业的核心竞争力十分重要。
在技术方面保持先进性是企业获得市场和客户信任的重要因素之一。
一方面,新技术的应用可以增加产品的附加值和品质,从而提高产品的市场竞争力;另一方面,新技术的应用也可以降低生产成本和节约资源,增加企业的盈利能力和市场竞争力。
其次,技术创新对于提升化工企业的生产效率和质量也起着关键作用。
化工产品一般为大批量生产,复杂的工艺流程和质量控制令企业面临巨大的压力和挑战。
然而,技术创新可以解决这些问题,提高生产效率和产品质量。
比如,新型催化剂、高效反应器等设备的应用可以加快反应速率和提高反应选择性,从而提高产品的产量和质量。
再者,技术创新对于化工企业的环保和节能也有着重要的作用。
环保和节能是全球性的问题,也是化工企业必须面对的挑战。
但是,技术创新可以使化工生产更加环保和节能。
比如,采用催化剂可以降低反应温度,减少能量消耗和碳排放;采用高效反应器可以提高反应利用率,降低副产物的生成和污染。
最后,技术创新是化工企业可持续发展的重要保障。
随着资源日益短缺和环境问题的日益突出,化工企业发展的方式和方法也需要更加注重可持续发展。
技术创新可以通过降低资源消耗、减少环境污染等方面,帮助企业实现可持续发展。
而这也需要企业不断开拓和创新,积极寻找新技术、新突破,推动化工企业在可持续发展的道路上走得更加远、更加宽广。
总之,技术创新是化工企业发展的重要路径之一,对企业的生产效率、质量、环保、可持续发展等多方面产生影响。
因此,化工企业应该积极推进技术创新,投资研究开发,创造更好、更环保、更节能的生产方式和产品,为社会和客户创造更大的价值。
化工科技论文化工产业是国家经济的重要支柱。
下面小编给大家分享一些化工科技论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。
化工科技论文篇一化学化工课题科技查新质量的控制科技查新是文献检索和情报分析相结合的情报研究工作,它以文献为基础,以文献检索和情报分析为手段,以检出结果为依据,通过综合分析,对查新项目的新颖性进行情报学审查,写出有依据、有分析、有对比、有结论的查新报告。
科技查新能为科研立项,科研成果的鉴定、评估、验收奖励、专利申请等提供客观依据,也能为科技人员进行研究开发提供快速、可靠、丰富的信息。
陕西科技大学图书馆(以下简称我馆)从1999年就开展了科技查新工作,目前已经积累了丰富的科技查新工作经验,并且对结合我校的轻化工特色开展化学化工课题科技查新也有了一定的心得。
对于,笔者认为应从整体与个体两个方面进行把握。
整体方面指的是科学的管理体系、完善合理的业务流程、丰富的信息资源系统等因素,个体方面指的是查新人员个体在具体的科技查新工作中的行为。
[1—5]1 紧抓整体建设,提高科技查新工作的软硬件水平1.1 建立并完善合理的业务流程及科学的管理体系1.1.1 建立并严格遵守合理的查新工作流程。
科技查新作为一项系统的工作有其具体的业务流程,而且随着科技查新工作的日渐普及与完善,该流程也趋于完善。
图1为我馆科技查新工作流程图。
在图1中,与查新用户的沟通交流及查新工作人员的个人职业素养是对查新工作产生影响的重要因素。
因此,我们在接受课题委托时,首先会尽量选派专业背景相同或相近的查新员,以便能够尽快地深入了解其内容。
其次,加强与查新用户的沟通交流,最大限度地去除来自于查新用户的影响因素。
这些影响因素主要有以下几个方面:1)查新用户不能正确把握其课题的相关内容。
出现这种情况的原因首先是查新用户对同类课题或行业进展情况不了解,不清楚自己的研究成果的创新点在何处,具有一定的盲目性。
有的用户则为了证明其申请的项目具有科学性、创新性、先进性和实用性,往往认为查新要点越多越好,查新面越广越好。
燃料电池电催化剂研究综述摘要催化剂是燃料电池的关键材料之一,其性能的好坏决定燃料电池的使用性能和使用寿命。
近些年来,科学工作者在提高电催化剂性能和降低铂催化剂使用量方面做了大量的研究工作。
本文对低铂催化剂和非铂催化剂的研究进展进行了综述。
关键词:燃料电池;低铂催化剂;非铂催化剂;钯催化剂19世纪是蒸汽机时代,20世纪是内燃机时代,21世纪将是燃料电池的时代。
近年来,随着能源危机的加剧,燃料电池作为一种绿色的新能源受到越来越多的关注,美国《时代周刊》曾将燃料电池技术列为21世纪的高科技之首。
我国科技中长期计划中,多处把燃料电池放在重要的发展方向上。
燃料电池技术被认为是解决现在能源问题的很有希望的途径之一。
1 燃料电池的特点燃料电池之所以受世人瞩目,是因为它的不可比拟的优越性,主要表现在效率、安全性、可靠性、清洁度和良好的操作性能等几个方面[1]。
(1)能量转换效率高。
它的能量转换效率不受卡诺循环的限制,不存在机械能做功造成的损失。
与热机或发电机相比,能量转换效率极高,汽轮机转换的效率最大值为40-50%,热机带动发电机时效率为35-40%,而燃料电池的效率达60-70%,理论转换效率达90%,实际使用效率是内燃机的二至三倍。
(2)发电环境友好。
对于氢电池而言,发电后的产物只有水,可实现真正的零排放。
在航天系统中可生成水,供宇航员使用,液氧系统可作为供应生命保障的备用品。
燃料电池按电化学原理发电,不经过热机的过程,不会产生传统方式中常见的二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等污染物。
如果采用太阳能光解制氢,可完全避开温室气体的产生。
燃料电池工作安静,适用于潜艇等军事系统的应用。
(3)模块结构,方便耐用。
燃料电池发电系统由各单电池堆叠至所需规模的电池组构成,电池组的数量决定了发电系统的规模,各个模块可以更换、维修方便、可靠性高。
(4)响应性好,供电可靠。
燃料电池发电系统对负载变动的响应速度快,故无论出于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行,它都能承受且效率变化不大。
化工毕业设计论文范文随着化工业规模的迅速发展,污染更加严重,化工业面临环境保护的形势严峻。
下面是店铺为大家推荐的化工毕业设计论文,供大家参考。
化工毕业设计论文范文一:绿色科技在化学工程中的应用1运用绿色科技降低温室气体的排放,改善生活环境二氧化碳等温室气体的排放造成的温室效应,严重威胁着人们的生活环境,威胁着生态的平衡。
而传统的化工生产每年都会产生几十万吨的二氧化碳,大量二氧化碳的排放造成全球气候变暖,温室效应越来越严重,而且由于当时国家针对温室效应的法律法规制度不够完善,化工企业排放大量二氧化碳对大气层的破坏又无需承担相应责任,人类的生产与发展面临着严重的危机。
而随着南极臭氧层空洞事件的发生,中国乃至整个世界都开始关注温室效应问题。
针对这一问题,大多数化工企业都开始承担起相应的社会责任,不断努力的开发新技术,运用绿色科技进行化工生产,改善二氧化碳气体的排放。
举例来说,化工企业在生产尿素的时候,通过采用对再生产过程中的二氧化碳进行有效的收集,然后利用一些有效的化学反应,比如说CO2为酸性氧化物,可以与碱性氧化物反应生成相应的碳酸盐,其化学反应公式是:CO2+Na2O=Na2CO3,然后将反应生成的碳酸盐又运用到相关的化工生产过程中去。
如此一来,一方面可以有效降低二氧化碳的排放量,缓解了温室效应,另一方面也对二氧化碳资源进行充分的利用。
2运用绿色科技进行海水淡化处理,丰富生活资源水作为生命之源,无论是工业生产的发展还是人类的生存都离不开水。
而人类的水资源特别是淡水资源十分的匮乏,淡水危机问题严重影响了人类社会的发展与进步。
为此,人类开始尝试采用海水淡化的绿色化工技术来缓解淡水危机。
海水淡化技术初期的研发应用成本非常高,只有少数发达国家才有技术和资金的保障。
但是,随着海水淡化技术的不断发展和进步,其运用成本也相对降低,于是海水淡化最为一种绿色化工技术不断的传入发展中国家,并且通过不断的创新与发展,取得了很大的成效。
石油化工论文15篇绿色石油化工工艺石油化工论文摘要:石油化工属于高危行业,也关系到国计民生,因而加强石油化工企业安全生产风险控制是十分必要的。
企业可以从采用工程技术措施、提高安全生产管理水平、提高操作人员的综合能力、加强个体防护管理等方面来提高化工生产过程中的风险控制。
针对轻度风险、中度风险、重度风险等不同风险级别采取针对性的控制措施,并定时进行风险信息更新活动,以此降低企业化工生产风险发生率。
关键词石油化工化工论文石油化工石油化工论文:绿色石油化工工艺一、绿色石油化工工艺的主要内容“原子经济性”是绿色石油化工工艺的核心内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量文秘站-中国最强免费文秘网!向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。
回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个核心内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。
这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。
二、绿色石油化工工艺现存在的问题1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。
2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。
目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP 的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。
《化工技术进展与研究》课程报告 间歇过程优化及应用 一、间歇过程概述 按照最终产品的输出形式,工业加工过程可分为连续、离散和间歇过程。间歇过程在化工生产和人们日常生活中占有重要地位。间歇过程既不是连续过程也不是离散过程,但兼有两者特点。通常将间歇过程定义为:将有限的物料,按照规定的加工顺序,在一个或多个设备中加工,以获得有限产品的加工过程。如果需要更多的产品,则需要重复该过程。 间歇过程广泛应用于精细化工、 生物制品、 药品生产、 农产品深加工等领域。近年来, 为适应多品种、 多规格和高质量的市场要求,间歇过程生产重新受到重视, 国外还出现了较大规模的间歇生产, 针对间歇过程的优化和先进控制的研究也出现了新的热潮。在普通工业过程中间歇过程也有广泛的应用。 间歇过程中的优化问题主要包括针对间歇过程单元的操作优化及针对间歇过程装置级的设计优化或优化调度两大方面。在最优操作轨线确定的条件下, 间歇单元的最优化体现为跟踪控制, 目标是如何使过程变量快速准确地跟踪既定轨迹, 从而满足优化指标的要求。 二、间歇过程的优化及其应用
间歇过程单元是间歇过程的最小组成单位, 是实施优化和先进控制的基础。常见的间歇单元主要有间歇反应过程、 间歇精馏过程及间歇干燥过程等,在操作上又有各种半间歇和全间歇的形式。虽然操作方式不同, 但这些间歇过程单元都具有一些共同的特性: 没有稳定的工点, 运行时间有限, 运行具有重复性等。没有稳定的工作点给控制和优化带来了很多困难, 而运行时间的有限性和操作的重复性是可以利用的优势。另外, 间歇过程的建模相对连续过程具有更多的不便, 这是因为间歇过程单元的灵活性决定了加工产品随时可能改变, 不具备辨识模型所需的大量实验和时间条件。因此, 较新的研究往往是基于简化模型的, 然后在各种反馈设计和方法上下功夫。随着现代测量技术的进步, 传统的基于离线过程建模的优化转向了基于实时测量的闭环优化, 其特点是将优化所使用的过程模型的辨识和更新建立于在线测量、 软测量、 滤波等基础上。而优化的策略也从基于模型的向基于测量值的转变。 间歇过程单元的优化通常是以提高产品的质量、 产量或缩短运行时间等为目标, 目标的实现一般由最佳操作轨线来保证。所谓的操作轨线, 指的是过程中易于测量的控制变量如温度、 流量等的变化曲线。间歇过程单元的控制变量一《化工技术进展与研究》课程报告 般不多, 常见的有反应温度、 参与反应的组分流量等。但在实际的工业生产中, 温度和流量都参与控制是没有必要的。在某一时间段, 通常的做法是主要控制一个变量, 其它变量保持恒定。例如在常见的半间歇反应过程的开始阶段, 以控制流量来达到过程优化目的时, 一般保持反应的恒温。 由于优化在层次上高于基于参考轨线的跟踪控制,所以对间歇过程经济效益的提高往往能够起到更大的作用。确定最佳操作轨线的方法有离线优化、 在线优化和批次对比优化等。传统的优化一般是离线进行的, 运行时采用开环实现。方法无非是基于经验规则或模型, 采用解析解法或数值方法对优化问题进行求解,得到相关控制变量的最优跟踪轨线。而这种方法无法保证经验规则和过程模型中的不确定性因素,同时无法克服由于初始条件和过程干扰对系统实时运行的影响。优化过程中用到的数学求解方法根据具体问题的描述形式不同, 主要有直接求解, 使用最大值原理和动态规划方法求解等。其中直接求解又有一些专用的解法。例如, 使用打靶法)求解直接优化问题描述的两点边值问题等。无论是优化还是控制, 都存在模型的不确定性和生产过程中存在的约束等问题。在这一点上, 间歇过程比连续过程有更多的劣势。因此, 在讨论间歇过程先进控制和优化时, 必须注意到不确定参数模型和约束的处理等问题, 实际上先进的控制和优化正是针对这些问题而做出的。 下面举一些优化策略及其应用 1、 在线优化 一种较常见的在线优化方法是基于在线辨识的重复优化。该方法使用优化目标函数和过程变量之间的模型进行最优化计算, 并通过在线辨识不断更新模型。这种优化、 辨识、 再优化的过程不断重复进行。另一类常见的优化策略采用串级的方式。串级的内环采用普通的控制器, 完成对给定值的跟踪。。 2. 、批次对比优化 由于间歇过程特有的重复运行特性, 每次运行后的数据都对过程优化提供了额外有价值的信息。这样, 通过一些迭代算法, 将这些历史数据运用于间歇过程的后续运行中, 就可以使得优化指标不断得到改进。值得注意的是, 最终产品的性能指标变化需要认真评估, 特别是对目标变化率低而又极为重要的行业, 如特殊合成和制药等。从这一点出发, 也能看出该策略的优越性:几乎不需要模型。批次对比优化中通常考虑的核心问题是如何从先前的批次数据中提取有价值的信息。一种方法是使用主元分析、 部分最小二乘等多变量统计分析方法等来分析, 由此得到优化指标和过程变量之间的统计相关模型, 然后使用该模型, 在后续的批次中根据实时测量值更新操作轨线。 由于在线优化和批次对比优化越来越趋向融合, 一些将两者优点结合起来《化工技术进展与研究》课程报告 的方法已经提出。间歇单元操作优化问题的进一步解决既有赖于新方法的使用, 也在于最优化算法的发展和在线测量技术的进步。 3、实时优化 由于生产过程中参数的不确定性和各种扰动作用, 间歇生产过程的最优操作条件需要随时作出调整以保证生产的正常进行和满足生产产品质量的要求。针对间歇生产过程的操作条件的变化和不确定性因素的影响提出一种应用于间歇生产过程中的实时优化策略, 其主要构成步骤包括动态模型建立、模型降阶、动态优化、在线监测、模型更新和在线调整, 并以一个典型可逆酯化反应为研究对象进行方法和理论框架的运用, 结果表明本文提出的基于在线测量的实时优化方法能够很好地针对生产过程中的操作条件变化和不确定性因素的影响,提高生产效率和产品质量。 实时优化集成策略:在得到过程模型后, 以工业应用为平台建立间歇过程实时优化策略, 以实际过程和过程模型为中心, 利用在线测量、动态数据校正和参数估计等技术将实际过程和模型连接起来, 主要利用过程测量数据进行模型参数的实时更新, 动态优化针对模型进行控制, 曲线优化作为输入传递至模型预测控制, 模型预测控制则针对复杂的实际过程进行跟踪控制。 控制是实时优化技术工业化应用的关键。而间歇过程由于过程本身的动态性和非线性使得对模型预测控制提出了更高的要求, 过程更多地需要非线性模型预测控制, 目前针对非线性模型预测控制大多数仍是采用近似线性处理的方法进行, 由于其相对简单在工业过程也得到了一定的推广, 而真正以非线性模型为基础的模型预测控制虽然针对某些特定的系统取得了一定的研究成果, 但是其发展仍不是很成熟, 也缺少一定的普遍性, 所以针对间歇过程实时优化技术的工业化过程, 非线性模型预测控制技术仍是当前应当解决的一个重要课题。 4、换热网络的结构优化 换热网络的结构优化是指在经过换热网络综合得到的最大热回收网络的基础上, 对换热网络进行调优, 使换热网络结构得以简化的设计方案。 间歇过程换热网络综合方法主要有4 种: ( 1)时间平均模型 ( TAM ), 也叫虚拟连续模型; ( 2) 时间段模型 ( TSM)]; ( 3) 与时间有关的热级联分析法 ( T DHCA); ( 4) 时间重排法。目前, 文献中大多数采用传统的夹点分析法进行间歇过程换热器网络综合, 即采用单一最小传热温差确定夹点位置, 也有采用虚拟温度法进行间歇换热器网络综合。以上介绍的都是一些启发式的方法, 这种方法比较直观, 好理解, 但是它很难处理多维问题。鉴于数学规划法处理复杂问题的强大能力, 许多人也研究了数学规划法在间歇换热网络综合中的应用。换热网络经综合以后, 可以获得系统的最大热回收, 但此时系统中还可能存在热负荷回路, 《化工技术进展与研究》课程报告 这样所得到的换热器网络中换热器的个数就会大于最少换热器个数, 导致换热网络的总费用和结构可能不是最优, 所以有必要对换热网络进行结构优化。根据最终目标的不同, 换热网络的结构优化可能得到以下几种结果: 以换热网络的结构最简为目标, 总费用可能不是最小; 以总费用最小为目标, 换热网络结构变得复杂; 兼顾换热网络结构复杂性和换热网络总费用, 得到近优结果。 5、间歇过程最优调度策略在煮糖间歇过程中的应用 煮糖过程是一种较复杂的间歇过程,各个煮糖罐都可以煮制多种物料,每种物料的煮制时间是不同的, 不同的安排将会使每日处理的糖浆所用的时间不同。 这便是煮糖过程的最优生产调度问题∶一组甲糖膏、 乙糖膏、 乙种、 丙糖膏、 丙种等5 种要处理的物料,一组N 个可供使用的煮糖罐,使日处理一定糖浆所用的时间最少的优化调度指标。 其中限制条件是物料限制及罐时限制,物料限制就是每日各物料的煮制量应大于等于它的日产物料量,罐时限制就是以设备所提供的罐时为条件。 由间歇过程最优策略研究, 在煮糖间歇过程中的应用实例, 可以看出,在不考虑外在因数如蒸气供给量、 设备运行情况及人为因素等影响的条件下,通过科学方法可最大限度利用设备的处理能力,从而提高生产效率。对煮糖间歇过程最优生产调度策略的研究,不仅为糖厂煮糖工段、 整个糖厂的科学管理提供了重要依据,也为其他行业的科学管理提供了重要参考,从而实现用最少的设备来完成最多工作的目标。 6、考虑环境影响的间歇过程多目标最优化设计 同时考虑费用和环境影响的间歇化工过程多目标最优化设计问题的求解,通常的做法是使用权重系数法,将其转变成单一目标来优化。但大多数情况下,这种权重系数很难确知。因此,有必要提供多个解以便于设计者作出合理的最终选择。采用多目标遗传算法和线性规划相结合的方法求解出间歇化工过程优化设计模型的非劣解集,并与不同权重系数下的单目标算例进行了比较。结果表明,用多目标遗传算法求解间歇化工过程是有效的。这为设计者在间歇化工过程最优化研究考虑环境因素的决策提供了更多的选择。 考虑废物最小化的间歇过程设计的多目标模型,采用多目标遗传算法与线性规划相结合的方法对考虑废物最小化的间歇过程设计的多目标算例进行求解,得出了分布较广泛的 Pareto 最优解集,克服经典权重法优化多目标问题的缺陷。并与使用权重系数法求解该问题的结果进行比较,结果表明该方法是可行的,设计者可以根据实际情况,利用本文的方法,确定间歇化工过程中环境因素的决策因子。 7、MWMPCA 方法及其在间歇过程监控中的应用