精馏塔静态仿真

运用多项式描述精馏塔各个变量逐板分布的原理，可以显著减小精馏塔数学模型的维数，大大缩短仿真时间。所得简化模型具有较高的精度，且可根据需求进行相应的调整。通过对某脱乙表馏塔的静态仿真，证实了这种简化模型化方法的有效性。     

精馏塔静态仿真──Ⅲ．多项式正交配置方法的应用

运用多项式描述精馏塔各个变量逐板分布的原理，可以显著减小精馏塔数学模型的维数，大大缩短仿真时间。所得简化模型具有较高的精度，且可根据需求进行相应的调整。通过对某脱乙烷精镏塔的静态仿真，证实了这种简化模型化方法的有效性。     

精馏塔静态仿真：Ⅰ.静动态混合数学模型的应用

本文为了克服精馏塔静态仿真不易收敛和初值难以给定等难题，巧妙地利用隐含数值积分方法的特点，将稳态与动态数学模型耦合起来，用以求解高难度的非理想精馏塔静态仿真问题。所得静动态混俣模型大大提高了精馏塔静态仿真的鲁棒性，对于高度非理想精馏塔的仿真尤为有效。通过对某丙烯腈萃取精馏塔的静态仿真，充分证明了这种混合模型化方法的可行性。     

精馏塔静态仿真

为了减少精馏塔的静态仿真时间，必须降低数学模型的维数。本文应用分段集结原理，建立了精馏塔的分段数学模型。它不仅显著地降低了数学模型的维数和计算时间，而且所得仿真结果能够准确契合精确模型 输出。通过对某丙烯腈萃取精馏塔的仿真研究，证实了这种人段模型化方法的有效性。     

精馏塔静态仿真──Ⅱ．分段数学模型的应用

为了减少精馏塔的静态仿真时间，必须降低数学模型的维数。本文应用分段集结原理，建立了精馏塔的分段数学模型。它不仅显著地降低了数学模型的维数和计算时间，而且所得仿真结果能够准确契合精确模型的输出。通过对某丙烯腈萃取精馏塔的仿真研究，证实了这种分段模型化方法的有效性。     

多元精馏塔非平衡级模型及仿真——Ⅱ.仿真与分析

以某芳烃联合装置中具有５０块塔板、８个组分的大型抽出液塔为对象，采用非平衡级模型进行仿真计算。结果表明，与平衡级模型相比，非平衡级模型具有更好的通用性和精度，在相同精度下，用分割迭代方法求解模型方程组，速度优于牛顿法。     

多元精馏塔非平衡级模型与仿真：Ⅰ.模型的建立与求解

从应用的角度，对Ｋｒｉｓｈｎａｍｕｔｈｙ和Ｔａｙｌｏｒ的速率模型进行了改进，给出了一种新的多元精馏塔非平衡级仿真模型。通过引入分离效率函数，巧妙地将模型方程化简为三对角矩阵形式，采用分割法选代求解，并用有界Ｗｅｇｓｔｅｉｎ法加速收敛，具有对初值要求不高，计算量小，收敛稳定等优点。该模型既保持了原速率模型的特点，结构简单，又易于求解，适用于精馏塔的工艺设计和操作分析。     

多元精馏塔非平衡级模型与仿真──Ⅱ．仿真与分析

以某芳烃联合装置中具有５０块塔板、８个组分的大型抽出液塔为对象，采用非平衡级模型进行仿真计算。结果表明，与平衡级模型相比，非平衡级模型具有更好的通用性和精度，在相同精度下，用分割迭代方法求解模型方程组，速度优于牛顿法。     

二元高纯精馏塔动态建模及仿真

基于二元高纯度精馏塔的动态响应的特点，该文系统化地提出了一种新颖的精馏塔动态建模方法。在一定的假设条件下，仅仅需要稳态设计数据及操作条件，便能构造精馏塔的状态空间数学模型，而且所得模型可直接用于控制系统的设计与分析。通过对某二元高纯度精馏塔的计算机仿真，证明了该建模方法具有较强的鲁棒性和令人满意的准确度。     

正交配置在试井模拟中的应用

试井是指弱可压缩流体在多孔介质中的流动,而多孔介质的性质通常是由一类非线性的偏微分方程组来描述。方程组通常利用拉普拉斯变换或拉普拉斯变换的数值反演来求解,如Stehfest反演和Crump反演。然而并不是所有的试井问题都可以通过这些方法得到解决,一种新的变换方法如正交配置法和伽勒金法,可以更加有效、简便地对此类方程进行求解。但是,迄今为止,这些方法在实际应用上仍然受到限制。首要的任务是研究在理想的径向流系统中,正交配置法在弱可压缩流体的试井分析中应用的可行性。现在,不规则边界的非均质油藏的试井模拟技术得到了发展。由于主要关注的是正交配置模拟的可行性,所以没有必要研究更多的试井问题。然而,本文还是给出了一些典型实例的应用,并且将一些结果和数值反演所得到的结果进行了比较。给出了一种新的方法来数值模拟弱可压缩流体的流动,而且这种流动考虑了井筒储集和表皮效应的影响。同时,还表明了运用正交配置法进行试井模拟是切实可行的,并且在许多情况下,正交配置法得到的解要比拉普拉斯变换的数值反演所得到的解更加理想,但也有一定的不足之处。例如,压力导数的波动要是通过有限元的正交配置法来解决,那么就需要在编制程序时额外考虑到有限差分或者是拉普拉斯的数值反演。     

考虑降液管影响的多元精馏塔动态机理建模 II . 模型求解与仿真分析

 结合动态机理模型的特点，将泡点方程的求解问题转化为微分方程的求解问题，以便于机理模型的应用。以某乙烯生产装置中具有127层塔板、中间再沸器、侧线抽出的，四组分混合物为原料的乙烯精馏塔作为研究对象，建立其动态机理模型。通过对模型中微分方程的刚性分析，选取了基于隐式Runge-Kutta法（TR-BDF2）的积分方法对模型进行求解，大大提高了模型的求解效率。通过仿真对比表明，降液管对多元精馏塔的分离计算具有较大的影响，考虑降液管的影响将更加符合实际工况。     

用正交配置法模拟加氢裂化反应器

结合物料平衡、能量平衡和加氢裂化反应动力学方程,按照加氢裂化反应的特点,建立了加氢裂化反应器6集总动态机理模型。反应动力学采用原料油、柴油、航空煤油、重石脑油、轻石脑油、气体6集总模型。对总动态机理模型提出了正交配置法和龙格-库塔法相结合的求解方法。新的求解方法计算量小、精度高,并且能求得微分数学模型的近似解析解。应用6集总动态机理模型对加氢裂化反应器进行了模拟,考察了模型的预测精度。模拟结果表明,该模型能较好地模拟和预测加氢裂化产品的收率分布和反应器的温度分布,具有较高的预测精度,模型可靠。     

考虑降液管影响的多元精馏塔动态机理建模 I. 动态机理模型的建立

板式精馏塔的塔板可以分为有降液管和无降液管2种类型，有降液管板式塔中降液管是一个重要的塔内件，合理的降液管既可使液体顺利通过，又可使夹带的气体分离出去，同时防止发生液泛。而目前的精馏塔动态模拟中，其机理模型大都没有考虑降液管的影响，不利于分析蒸馏塔的液相滞留量及故障诊断。在考虑降液管影响的基础上，基于严格理论推导对多元精馏塔进行了动态机理建模，建立了降液管结构和水力学模型，并且考虑降液管部分液相混合的影响，建立了其关联板效率及传质扩散的数学模型。通过理论分析发现，降液管对塔板效率、相平衡常数、蓄液量以及塔板压降等有一定程度的影响，将其影响纳入到多元精馏塔的完整动态机理模型中，通过修正相关模型，更充分地反映了精馏塔的内在机理及其动态特性。     

适用于薄片体对称性问题的正交配置表的构造及其应用

以Ｊａｃｏｂｉ和Ｌｅｇｅｎｄｒｅ正交多项式为基础，构造出配置点数从１至２０且适用于薄片体对称性问题的正交配置表，并将正交配置表用于求解薄片体吸附剂在间歇吸附器内的液相吸附偏微分方程。结果表明：配置点数Ｎ＝１０左右，即可满足计算精度要求。因此，正交配置法具有所需节点数少、计算量小和能适应模型变化等优点。     

考虑降液管影响的多元精馏塔动态机理建模Ⅰ.动态机理模型的建立

板式精馏塔的塔板可以分为有降液管和无降液管2种类型,有降液管板式塔中降液管是一个重要的塔内件,合理的降液管既可使液体顺利通过,又可使夹带的气体分离出去,同时防止发生液泛。而目前的精馏塔动态模拟中,其机理模型大都没有考虑降液管的影响,不利于分析蒸馏塔的液相滞留量及故障诊断。在考虑降液管影响的基础上,基于严格理论推导对多元精馏塔进行了动态机理建模,建立了降液管结构和水力学模型,并且考虑降液管部分液相混合的影响,建立了其关联板效率及传质扩散的数学模型。通过理论分析发现,降液管对塔板效率、相平衡常数、蓄液量以及塔板压降等有一定程度的影响,将其影响纳入到多元精馏塔的完整动态机理模型中,通过修正相关模型,更充分地反映了精馏塔的内在机理及其动态特性。     

高效清理甲醇精馏塔方法的研究与应用

气田采出水中含有大量油分、机杂及甲醇,需要经过处理达标后才可以回注地下,因此天然气采出水处理系统需要完成油分、甲醇回收,机杂无害处置.其中甲醇精馏塔在长期运行后,塔内会结垢、堵塞,需要及时清理以提升精馏塔的功效.常见的检修、清理措施,需要3～5d才能完成,不能满足冬季供气高峰时间段内任务要求.本文根据现场工况,控制入塔...     

催化裂化装置动态机理模型Ⅳ.模型求解与仿真软件平台

在对提升管反应器和烧焦罐分布参数模型进行空间离散化处理后，采用变步长Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法对常微分方程集中参数模型进行数值积分，即仿真。为了在仿真过程中随时观察到仿真中间结果、改变输入变量和调整控制参数等，以ＶｉｓｕａｌＣ＋＋面向对象开发工具开发了微机上应用的Ｗｉｎｄｏｗｓ工作平台ＨＥＲＳ，界面友好，使用方便。     

精馏塔动态数学模型 Ⅰ.汽相滞留量对数学模型的影响

在精馏塔模型化当中,塔盘上的汽相滞留量常常被忽略,这对于低压或常压精馏过程是合理的,但对于高压精馏过程,却可能带来严重的误差。为了避免这一问题,本文提出了一种非常通用的精馏塔动态数学模型,系统地综合了塔盘汽相滞留量的影响。通过对某脱乙烷精馏塔的动态计算模拟,充分证实了它的准确性。     

间歇精馏塔四种先进控制策略的设计与应用比较

对一套甲醇／水二元问歇精馏塔实验装置,由于其非线性、非平稳特性,设计和应用了模糊逻辑控制、增益自调整控制、增益自调整和模糊逻辑混合控制以及基于状态空间模型的模型预测控制共4种先进控制策略,基于一套温度-浓度经验模型估算塔顶浓度,进行了间歇精馏控制实验,获得了满意的控制结果,并对这4种先进控制策略与普通PI控制的控制性能进行了比较。应用实验结果证明,4种先进控制策略均能对间歇精馏过程进行有效控制,控制效果差别不大,但都明显优于普通PI控制。其中增益自调整控制精度高,模型预测控制收率高,能较好地实现质量卡边控制。