非清晰精馏序列综合研究进展

非清晰精馏系统指利用多组分原料,生产若干不同配料的多组分混合物产品的分离过程,广泛用于化工和石油工业生产中,该类系统的综合研究是过程系统工程领域的前沿课题。本文归纳了该类系统的组合特性,详细介绍算法的基本原理、计算特点及适用范围,同时指出非清晰精馏系统综合研究的动向。     

某软土深基坑支护方案优选的模糊层次分析研究

软土深基坑支护方案的选择是工程中一个重要的课题,针对某软土深基坑三种支护方案,为选择一种最好的支护方案进行理论分析研究,采用模糊层次分析方法,针对三种方案,从4个影响因素,9个因子进行层次分析,采用专家打分的方法,利用模糊数学的相关知识,建立因子对方案的相对优隶属度矩阵与权重,综合可得三种方案的综合评价指标的量化值,比较大小,最后得出SMW法支护在三者之中是最优的,与实际工程相吻合,对类似工程基坑支护方案的优选有一定的指导意义。     

多效精馏烷烃混合物的Aspen Plus模拟分离

精馏是石油化工能耗最大的单元操作之一,因此对其过程的节能研究非常重要。本文利用Aspen Plus化工模拟软件中的RADFRAC模块和PENG-ROB热力学计算模型,系统模拟了多效精馏顺流(DQF、IQF)、逆流(DQB、IQB)及常规精馏(DQ、IQ)的烃类混合物异丁烷/正丁烷/正己烷的分离。根据各组分的分离要求,通过灵敏度分析优化各工艺参数;同时比较了各精馏构造的有效能损失和热力学效率,并计算了它们的年度总费用(TAC)。结果表明:与间接精馏方案IQ相比,精馏方案IQF、DQB、DQ分别节能20.6%、16.0%、8.4%;热力学效率方面,多效精馏IQF为19.6%,DQB22.2%,普遍比常规精馏的DQ10.0%、IQ10.3%要高;至于年度总费用(TAC),相比于IQ,DQB多耗资12.1%,而IQF、DQ少耗资9.0%和8.7%。综合节能效果、热力学效率、年度总费用得知,IQF这种多效精馏方案最优。     

利用PRO/Ⅱ软件概念设计醋酸-水萃取精馏

利用PRO/Ⅱ软件,选择Hayden-O'Connell热力学模型,概念设计醋酸/水萃取精馏,确定萃取精馏塔的理论板数、加料板位置、溶剂比、回流比等.并与普通精馏对比计算,结果,萃取精馏工艺的再沸器热负荷降低了51.8%,生产每吨醋酸耗费蒸汽量由8.9 t降至4.6 t,说明在同样的分离指标下,萃取精馏法分离醋酸/水优于普通精馏法.     

热偶精馏流程的节能设计

以流程中3个基本单元：侧精馏塔、侧气提塔和热偶塔为基础,分析了分离多组分混合物的热偶精馏流程的可行性结构,提出了可以设计任何热力学等效结构的通用简捷设计方法。以五组分醇类混合物的分离为例进行了模拟计算,结果表明用通用简捷设计方法得出的大部分热偶流程比简单塔流程能耗低,更有经济上的优势。     

多组分精馏塔灵敏度系数和灵敏度的计算

通过正确划分精馏过程的状态变量及决策变量,从精馏塔的过程方程入手,建立了多组分精馏塔灵敏度分析的数学模型及计算方法。通过该方法可方便地求出精馏塔名状态变量对决策变量的灵敏度及灵敏度系数,定量地确定设计裕量,从而为精馏塔控制方案的设计及实际生产操作提供依据。     

多组分复杂体系精馏塔故障诊断及生产优化研究

应用多组分精馏原理,从设计角度对精馏装置运行的不稳定故障进行诊断,考察了回流比、回收率、进料温度和热状态对塔的加料位置和实际塔板数的影响;同时应用正交设计优化各工艺条件。方案为A501塔分离任务仍不变,将A502塔的高度由原来的2．2米增加到12米,加料板位置调整在8．5 m高度处;塔前增加一台换热器,控制进料温度150℃。操作数据证明:故障判断准确,处理有效,获得了较好的经济效益。     

计算机模拟在间歇精馏法富集C9芳烃混合物中均三甲苯上的应用

为考察以间歇精馏法富集C9芳烃混合物中的均三甲苯的适宜工艺条件,借助三对角矩阵法,建立间歇精馏模型对该过程进行了计算机模拟。以少量实验验证计算机模拟的可靠性,所得结果与预测值符合较好,表明计算机模拟方法可用于C9芳烃间歇精馏分离过程分析。利用此模拟方法分析了操作条件的变化对于间歇精馏分离情况的影响,并优选出最佳工艺条件。     

基于价格的精馏过程综合的研究

过程系统综合通常以系统的经济效益最优为设计目标。根据精馏系统的用能特点,把分离过程综合问题表述为一个混合整数非线性规划问题。基于提出的热(火用)价格模型方案,以(火用)经济为目标,用改进的模拟退火算法研究了十组分烃类的精馏过程综合问题。在算例中,精馏系统的公用工程分别采用不用的类型。结果表明以(火用)经济为目标优化分离过程综合问题,充分满足了节能与节钱并重的要求,可以从众多的分离方案中得到更合理的精馏流程结构方案；采用多种公用工程的精馏系统比采用一种公用工程的精馏系统经济效益更好。从分离方案中得到最优的精馏流程结构方案及数据,可以为工厂的设计提供非常有价值的参考。     

醋酸/水萃取精馏的模拟

利用PRO／Ⅱ软件对醋酸／水的萃取精馏进行了模拟。采用Hayden-O’Connell方程计算逸度系数，NRTL方程计算活度系数。模拟结果显示，与普通精馏相比，萃取精馏工艺的再沸器热负荷降低了51．8％，生产每吨醋酸耗费蒸汽量由8．9t降至4．6t，说明在同样的分离指标下，萃取精馏法分离醋酸／水要优于普通精馏法。     

Random set system identification

The paper gives a brief review of the basic mathematical aspects of random set theory. Concepts such as a random set mapping and its coverage function are introduced in a comprehensive way, avoiding too much detail. We adapt this theory to system identification and forecasting of time series. This is achieved by using the one-point coverage function of a random set as a possibility measure of the process which generates such a time series. The coverage function of a random set defines a fuzzy set, and we thereby establish the relationship between statistical objects and fuzzy systems. The possibility measure obtained in this way can be used for either prediction or to evaluate the quality of a model with respect to the training data. The technique is adapted to nonlinear time series analysis. A practical application of a nonlinear dynamic plant is presented     

基于关系型蒸馏的分步神经网络压缩方法

针对关系型知识蒸馏方法中教师网络与学生网络的层数差距过大导致蒸馏效果下降的问题,提出一种基于关系型蒸馏的分步神经网络压缩方法.该方法的要点在于,在教师网络和学生网络之间增加一个中间网络分步进行关系型蒸馏,同时在每一次蒸馏过程中都增加额外的单体信息来进一步优化和增强学生模型的学习能力,实现神经网络压缩.实验结果表明,本文的方法在CIFAR-10和CIFAR-100图像分类数据集上的分类准确度相较于原始的关系型知识蒸馏方法均有0.2％左右的提升.     

Comparative Study of Different Decoupling Schemes for TITO Binary Distillation Column via PI Controller

This paper presents a comparative study of different decoupling control schemes for a two-input, two-output (TITO) binary distillation column via proportional-integral (PI) controller. The key idea behind this paper is designing two novel fuzzy decoupling schemes that depend on human knowledge, instead of the system mathematical model used in conventional decoupling schemes. Based on conventional and inverted decoupling schemes, fuzzy and inverted fuzzy decoupling schemes are developed. The control effect is compared using simulation results for the proposed two schemes with conventional decoupling and inverted decoupling. The proposed fuzzy decoupling schemes are easy to realize and simple to design, besides they have a good decoupling capability. Two methods are used to prove asymptotic stability of each loop and the entire closed-loop system by applying the proposed fuzzy decoupling-based PI controller. The Wood and Berry model of a binary distillation column is used to illustrate the applicability of the proposed schemes.      

Control of a distillation column by type-2 and type-1 fuzzy logic PID controllers

The aim of this paper is to develop a type-1 and a type-2 fuzzy logic PID controller (type-1 FLC and type-2 FLC, respectively) for the control of a binary distillation column, the mathematical model of which is characterized by both high nonlinearities and parameter uncertainties. Attention was focused on the tuning procedure proposed by the authors and representing a development of the original Jantzen [1] method for type-1 and type-2 fuzzy controllers, in particular including input type-2 Gaussian membership functions. A theoretical explanation of the differences in fuzzy controller performance was in fact provided in the light of simulation results. The performance of a type-1 FLC was then compared in simulation with the one of type-2 FLC. All the simulation results confirmed the robustness and the effective control action of each fuzzy controller, with evident advantages for the type-2 FLC.     

精馏过程动态仿真建模

精馏过程的模型化与仿真在化工操作和工艺设计中具有重要的意义。对精馏塔进行动态数学模型的建立与仿真,不仅可以研究精馏过程在不同工况下的变化情况,而且还可以用于精馏塔的优化控制,进而提高精馏过程的生产效益。本文针对精馏塔操作过程,建立了基于平衡级假设和非平衡级假设的精馏过程动态机理数学模型,并对平衡级假设的模型进行了动态模拟。该模型从机理分析入手,进行合理的简化,模型的计算时间大大的缩短,从而使模型具有比较广泛的实用性。该模型采用的动态数学模型为METSH(质量平衡方程、相平衡方程、塔板效率方程、摩尔分数归一化方程、能量平衡方程)方程,通过计算METSH方程,可以模拟出精馏塔内温度、汽相流量、液相流量、汽相组分以及液相组分的变化趋势。通过仿真结果可以看到,该模型比较准确的预测了精馏塔中各个操作参数的动态趋势,与实际情况基本一致,其稳态结果与实际情况也基本吻合。该模型对于仿真培训及精馏过程的控制分析具有较高的理论研究意义和实际应用价值。     

基于Mathematica的二元连续精馏塔理论板层数新计算方法

本文提出用数学软件Mathematica计算连续二元精馏塔理论板层数的新方法。该法编程简单,函数关系式与一般数学公式的形式极为接近,计算过程快捷,结果精确。既得到理论板的层数,又得到各理论板上气液组成的准确数据,绘制有关函数图形非常方便。利用此方法,讨论塔顶、塔釜、进料组成x_D、x_W、x_F、进料热状况q值、回流比R、相对挥发度α等因素对连续二元精馏塔理论板层数和加料板位置的影响,用图示的方法分析其原因,从而得出规律,免去复杂、繁琐、耗时的手工计算,成为教师授课和工程技术人员得心应手计算的工具,又可提高学生利用计算机解决精馏塔理论板层数的能力。     

基于变论域模糊控制的温室环境控制系统的设计

详细介绍了基于变论域模糊控制的温室环境控制系统,以温度控制系统为例进行设计。该系统以变论域模糊控制为核心算法,用BP神经网络改变模糊控制的论域。根据误差和误差变化率选择合适的论域,不仅克服了误差过大或过小时对温室控制的影响,还解决了温室多变量难以建立数学模型和隶属度函数选择较难的问题。     

基于PLC的精馏塔模糊解耦控制器

针对酒精精馏塔塔顶和塔底两个温度控制环节有较强耦合性,精馏塔精确的数学模型难以建立等问题,提出基于西门子S7—300PLC的模糊解耦控制器设计方法,给出详细的实现步骤。在筛板式酒精精馏塔实验装置上的运行试验证明了该控制器具有良好的控制效果。     

基于Aspen和信息分析法的常压塔的优化

文章主要研究常压塔的操作优化问题,通过流程模拟软件Aspen模拟常压塔稳态模型,并采用了一种试验设计优化算法来对精馏塔进行操作优化。该算法主要通过人工神经网络来对目标过程建立元模型,同时运用信息分析法通过随机搜索,模糊聚类和最小信息自由能进行迭代计算来得到未来的试验数据,最终得到一组最优解。我们这里以常压塔全塔的经济效益为目标,运用该算法对其进行操作优化。结果表明在保证常压塔侧线产品质量和工艺要求的前提下,每小时可增加经济效益4485.90元,大大提高了全塔的效益。同时也证明了该算法的有效性和可行性。     

间歇精馏过程的模糊逻辑与增益自调整PID混合控制

针对间歇精馏过程的强非线性和非平稳时变特性,结合模糊逻辑控制和增益自调整PID控制的优点,提出了一种模糊逻辑和增益自调整PID混合控制的先进控制策略,详细推导了其控制算法,设计了相应的控制器,并在EuroBEEB工控机上用实时BASIC语言编程实现,对一套甲醇/水二元间歇精馏塔的塔顶浓度进行了推断控制实验,获得了比单独采用模糊逻辑控制时更好的控制结果。这说明,模糊逻辑和增益自调整PID混合控制是强非线性和非平稳时变过程的一种有效控制策略。