乙烯精馏塔稳定化控制策略

本文以高压法双塔乙烯精馏塔流程为例，分析了该工艺过程的操作要素及静态前馈-反馈控制模型的建立方法，并探讨了该工艺过程的稳定化控制策略。     

软件集成环境下的精馏塔动态仿真

化工过程动态仿真的关键问题是物性数据的计算及非线性微分方程和代数方程的求解,商品化的过程稳态模拟软件能够精确计算纯组分及混合物的物性,而MATLAB/SIMULINK具有强大计算及仿真功能。该文通过将Matlab／Simulink与Aspen Plus模拟软件物性和热力学数据库集成,对精馏塔进行了动态仿真研究。文中阐述了软件集成的方法,建立了精馏塔的通用动态数学模型,在Simulink中以S-函数的方式进行了实现。通过软件集成进行过程的仿真研究,充分利用了现有软件的优势,减少了编程工作量,提高了开发效率。     

精馏塔的仿真建模

本文详细阐述了化工过程中的关键设备精馏塔的仿真培训系统用数学模型的设计思想和处理方法。     

基于MATLAB/SIMULINK的聚合物动态力学松弛的仿真研究

该文采用动态仿真工具SIMULINK，以描述高聚物蠕变现象的四元件模型为基础，成功模拟了高聚物在交变力场作用下的滞后现象。研究结果表明，只要对四元件模型稍作修正，即可用来描述高聚物的滞后现象和力学损耗，从而使之不但适用于描述高聚物的静态力学松弛，而且也适用于描述高聚物的动态力学松弛。     

精馏塔多通道对角矩阵解耦控制仿真

在化工生产中,许多单元操作的控制涉及至少2个被控变量,因此产生至少2个以上的控制回路。在该类具有多个控制回路的多变量控制系统中,同一被控对象上的多个控制回路,在实现其各自的控制目标时,将发生相互作用和相互影响。精馏塔是化工等行业中广泛使用的高耗能分离设备,为满足工艺要求和节能,需将塔顶和塔底产品流控制在设计值,即双成分控制。通常,利用回流量和加热量作操纵变量分别控制塔顶和塔底产品的组成。不过,回流量的变化也会影响塔底产品的组成,加热量的改变也会影响塔顶产品的组成。当采用温度作为反映产品组成的间接指标时,塔顶和塔底温度控制回路具有强烈的耦合作用,会导致系统不稳定。一个简单有效的方法就是解出耦合,因此,本文先介绍了一种基于对角矩阵的温度解耦控制方案,并在MATLAB/Simulink平台进行了控制仿真。结果显示:与两个独立PID回路控制相比,对角矩阵解耦控制不仅能达到更优的控制效果,还具有极强的对象特性鲁棒性。     

基于OmeagaLand的乙烯装置仿真培训系统①

主要介绍了大型乙烯装置计算机仿真培训系统的开发及应用。详细说明了系统建模机理,硬件结构设计,软件设计及系统开发等的方法及特点。针对乙烯装置工艺复杂,涉及组分多的特点,按照工艺流程划分成不同单元,建立各单元物料和能量平衡关系、反应动力学关系,从而建立起乙烯装置严格的机理模型。序贯连接各个单元设备的仿真模块,构成完整仿真培训系统。还提供了建立汽油加氢机理模型的方法。系统模型测试稳态误差低于5%。     

乙烯精馏塔塔釜控制方案的改进与实施

针对乙烯精馏塔塔釜原有控制方案的缺陷,提出了以软测量技术为基础的塔釜乙烯浓度推断控制方案.对该方案所要求的乙烯浓度估计器,从辅助变量的选取、输入输出变量的处理、软测量模型结构等方面作了介绍.同时详细阐述了如何在TDC3000型集散控制系统内实施该先进控制方案.从实际投用情况来看,该方案稳定了塔釜乙烯浓度,降低了再沸器的热负荷和精馏塔的操作能耗,有着显著的经济效益.     

MATLAB/SIMULINK通用异步电机模型的分析与应用

详细介绍了MATLAB/SIMULINK中异步电机模块所用模型及其实现细节,分析了该模型的优缺点,并用该模块构建了一个简洁三电平直接转矩控制仿真系统。仿真结果验证了仿真系统的正确性。     

风力异步发电机的建模与仿真

该文基于风电系统稳定性研究中风力异步发电机组数学建模的需要 ,按照发电机惯例建立了以暂态电势为变量的风力发电机组的数学模型 ,并运用MATLAB/SIMULINK对数学模型进行了仿真。仿真结果与风力发电机组实际运行情况相符。     

精馏塔的H∞优化控制仿真

该文基于H∞控制理论对精馏塔设计了优化控制器,并进行了闭环仿真实验。仿真结果表明：当系统存在干扰时,H∞控制器比线性二次型最优调节器（LQR）使精馏塔实际达到的优化性能指标和综合控制指标都要好。     

乙烯热裂解炉模拟平台的开发及应用

为实现满足多种原料与多种炉型组态的乙烯热裂解模拟,本文开发了乙烯热裂解炉模拟平台。该平台基于裂解反应动力学的严格机理模型和分子反应动力学模型,支持对多种热裂解原料的裂解过程模拟。模拟平台还具有多种炉型组态建模、多周期生产模拟、原料预处理,以及重要参数的多种方法回归等功能。该平台应用于兰州石化公司乙烯裂解炉的模拟,结果准确,符合实际生产。     

基于Matlab-GUI单相全控桥整流电路仿真设计

本文通过对晶闸管器件构成的单相全控桥整流电路进行分析,应用Matlab-Simulink设计其仿真电路。并通过Matlab-Gui设计友好软件界面与Matlab仿真界面进行连接,使其更为便捷、直观。     

乙二醇单丁醚催化精馏塔开车过程的动态模拟研究

对以环氧乙烷和正丁醇为原料,通过催化精馏法合成乙二醇单丁醚的催化精馏塔开车过程的动态行为进行了模拟研究。提出了1项适用于本工艺体系特点的开车策略。建立了催化精馏塔开车过程的动态数学模型,通过模拟计算得到了从开车至达到系统稳定需要的时间,研究和分析了开车过程中塔内温度、组分浓度、热负荷、反应速率及汽液相流量等的动态分布特征,并同试验结果进行了比较。研究揭示了催化精馏塔开车过程的基本规律,为工艺优化和控制策略的建立奠定了重要基础。     

空间应用仿真支持平台的研究与实现

为了直观、有效的对空间任务的实体、非实体对象进行实时虚拟仿真可视化展示,将虚拟现实技术应用到航天领域,建立了空间应用仿真支持平台.该平台研究并尝试应用ICE中间件通信技术在异构三维仿真系统环境中实现高效的数据传输;在功能上,利用仿真数据为驱动,实现多种空间任务的实时仿真从而为空间任务的技术和成本进行可行性论证及立项论证的分析和评估.实验验证了该平台的实际应用价值.     

基于MATLAB的连续重整装置模拟仿真平台

以连续催化重整装置为研究对象,在对其流程及反应机理的研究基础上,利用MATLAB开发了一套基于图形用户界面(GUI)的连续重整装置模拟仿真平台软件。采用结构化设计方法,将平台划分为过程模型、输入/输出、物性计算、参数估计、过程模拟、灵敏度分析、过程优化等7个子模块,并从这几方面介绍了该平台软件的功能和实现方法。平台能够对重整装置内部基本流程进行稳态模拟,并具有灵敏度分析、过程优化等功能。针对国内某炼油厂连续重整装置的模拟结果与实际值吻合较好,表明了该平台软件的有效性。     

拔头油热裂解制乙烯的数值模拟

乙烯裂解原料的优化,已经成为石油化工行业中非常重要的一环。我国裂解制乙烯的原料,主要以石脑油为主。石脑油的二次加工油品拔头油以其优良的裂解特性,如芳烃含量较少、结焦少、三烯产量较高等优点,越来越引起众多乙烯制造者以及研究者的注意。本文研究拔头油的组成、性质和裂解特性时,发现拔头油的馏程窄,用恩氏蒸馏数据计算其他性质,但精度较低,于是提出计算拔头油性质的“替代算法”,并利用裂解模拟软件PYRO-SimP模拟和分析生产中拔头油在毫秒炉中的裂解过程,结果表明这种算法效果很好。     

基于MATLAB的模糊自整定PID参数控制器的设计与仿真

针对在复杂系统中实现自整定参数的PID控制问题,介绍了一种基于模糊控制原理的PID参数自整定控制器的设计,并把MATLAB中的FuzzyToolbox和SIMULINK有机结合起来,方便的实现了该模糊自整定PID参数控制系统的计算机仿真。     

MATLAB在过程计算和Kellogg氨合成塔模拟中的应用

本文首先通过人口动力学的一个微分方程组简介了MATLAB的强大计算功能,在此基础上,通过一维拟均相数学模型,模拟计算了国内具有代表性的日产千吨的Kellogg氨合成塔操作工况,模拟结果与工厂数据相比,结果表明MATLAB可以实现氨合成塔的快速高效准确模拟。     

乙烯装置碳二加氢反应器动态建模与控制

乙烯装置碳二加氢反应过程是乙烯工艺流程中非常重要的一个环节,本身具有复杂性,现场装置的反应过程和实验室的机理研究有很大出入,同时碳二加氢反应非常灵敏,且处于生产流程的中部,可变的操作条件较少,精确操作比较困难.因而对碳二加氢反应过程的研究是目前国内乙烯装置技术改造的一个重要内容.本文基于乙烯装置中碳二加氢反应过程机理,采用HYSYS流程模拟软件建立了加氢反应器的稳态和动态模型.通过对模拟结果与实际工业过程数据的对比表明,模型的误差在5％以内,能够满足工业过程建模的要求.同时,本文对碳二加氢反应器的常规PID控制方案进行了测试,针对反应器进料温度的变化和氢炔比的变化,分析了反应器的动态响应,讨论了不同进料工况下的操作条件对反应过程的影响.结果表明,碳二加氢反应器控制方案在反应条件变化时是稳定的,可以用于指导实际生产.     

乙烯裂解炉反应管数学模拟新方法

综述了不同类型的乙烯裂解炉反应管数学模型，分析了各类模型的缺点。为此提出了一种进行反应管数学模拟的新方法。即应用CFD方法对反应管内流体流动、传热、传质及裂解反应过程，不经任何简化直接进行数值求解，得到了管内的流场、温度场和浓度场等详细信息。模拟计算得到了反应管长度方向上的温度、速度、压力和组分浓度的变化规律；在反应管径向上存在着明显的速度和温度分布，而组分浓度变化程度不如速度和温度明显；计算结果为提出结焦抑制方法提供了依据。