化工过程综合问题MINLP算法中整型变量的连续化

化工过程系统综合问题需要同时考虑设备结构参数和工艺操作参数,一般用整型变量表示设备的取舍,用连续变量表示操作参数,这就构成一个流程的超结构,在数学形式表现为一个混合整型非线性规划（MINLP）问题。混合整型非线性规划问题的求解成为化工过程综合优化的关键。今根据超结构中整型变量的特征,提出整型变量连续化处理的思路,将MINLP问题简化为NLP问题,然后采用罚函数法求解。最后将该算法运用于加氢脱烷基化（HDA）过程综合的实例研究,结果表明该算法克服了传统方法在处理整型变量时出现的麻烦,为有效快速地进行化工过程综合优化问题提供了一种新的途径。     

全局优化搜索新算法--列队竞争算法(Ⅰ)解非线性和混合整数非线性规划问题

提出了一种称为列队竞争算法(LCA)的群体搜索算法,该算法在进化过程中始终保持着独立并行进化的家族,通过家族内部的生存竞争和家族间的地位竞争这两种不同的竞争方式,使群体快速进化到最优或接近最优的区域.根据家族的目标函数值大小排列成一个列队,按列队中家族地位的不同分配不同的搜索空间,使局部搜索与全局搜索达到均衡,同时,应用逐步收缩搜索空间技术加速收敛速度.数值计算表明,列队竞争算法的搜索效率优于遗传算法和模拟退火法等算法.     

全局优化搜索新算法——列队竞争算法(Ⅰ) 解非线性和混合整数非线性规划问题

提出了一种称为列队竞争算法(LCA)的群体搜索算法,该算法在进化过程中始终保持着独立并行进化的家族,通过家族内部的生存竞争和家族间的地位竞争这两种不同的竞争方式,使群体快速进化到最优或接近最优的区域.根据家族的目标函数值大小排列成一个列队,按列队中家族地位的不同分配不同的搜索空间,使局部搜索与全局搜索达到均衡,同时,应用逐步收缩搜索空间技术加速收敛速度.数值计算表明,列队竞争算法的搜索效率优于遗传算法和模拟退火法等算法.     

遗传算法在过程综合混合整数非线性规划中的应用

针对过程综合混合整数非线性规划问题提出了一种混合遗传算法，该算法对整数变量进行编码，而对连续变量则采用连续化遗传算子进行处理，使得算法与原问题的对应更加自然，也更有效。另外，还针对常见的提前收敛或局部最小现象提出几种算子，实例表明本算法具有较强的全局优化能力。相对于传统遗传算法具有速度快、精度高、可操作性强等特点。     

多目标进化算法求解过程综合中的混合整数线性规划(MILP)与混合整数非线性规划问题(MINLP)

Steady-state non-dominated sorting genetic algorithm (SNSGA), a new form of multi-objective genetic algorithm, is implemented by combining the steady-state idea in steady-state genetic algorithms (SSGA) and the fitness assignment strategy of non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA). The fitness assignment strategy is improved and a new self-adjustment scheme of crame is proposed. This algorithm is proved to be very efficient both computationally and in terms of the quality of the Pareto fronts produced with five test problems including GA difficult problem and GA deceptive one. Finally, SNSGA is introduced to solve multi-objective mixed integer linear programming (MILP) and mixed integer non-linear programming (MINLP) problems in process synthesis.     

化工过程系统优化中的一种混合求导算法

在符号微分法的基础上结合差商和自动微分技术提出一种实用高效的混合求导算法,提高了化工过程系统优化的效率.该算法将被求导对象的各个子模块按照是否适于用符号微分求导分为简单模块和复杂模块,对前者用符号微分求导,对后者用差商法求导.针对该算法的关键技术——子模块导数累积问题讨论了链式求导法和摄动传递法.对某厂精馏塔操作优化问题的分析和计算表明,引入混合求导算法提高了优化的效率.     

基于收敛深度控制的多元混合非线性规划算法

随着对象模型描述的系统性和完整性的提高,过程优化问题的复杂程度逐步增加,对优化算法的性能提出了更高的要求。现有的非线性规划算法在求解性能上各有优劣,本文提出了一种基于收敛深度控制的多元混合非线性规划算法,将各个非线性规划算法视为元算法,利用收敛深度来控制这些元算法之间的相互协作,更好地发挥元算法各自的优势,从而提高求解大规模复杂优化问题的能力。采用空分系统的数据校正问题以及脱丙烷塔和脱丁烷塔联塔系统的优化问题对多元混合算法进行了测试,数值结果表明相比各个单独的非线性规划算法而言,多元混合算法具有更好的求解性能。     

基于收敛深度控制的多元混合非线性规划算法

随着对象模型描述的系统性和完整性的提高,过程优化问题的复杂程度逐步增加,对优化算法的性能提出了更高的要求。现有的非线性规划算法在求解性能上各有优劣,本文提出了一种基于收敛深度控制的多元混合非线性规划算法,将各个非线性规划算法视为元算法,利用收敛深度来控制这些元算法之间的相互协作,更好地发挥元算法各自的优势,从而提高求解大规模复杂优化问题的能力。采用空分系统的数据校正问题以及脱丙烷塔和脱丁烷塔联塔系统的优化问题对多元混合算法进行了测试,数值结果表明相比各个单独的非线性规划算法而言,多元混合算法具有更好的求解性能。     

一种化工过程优化的稀疏SQP算法

根据开放式方程模型结构统一、所得优化命题普遍稀疏的特点 ,提出了一种稀疏SQP算法 .利用一阶 /二阶导数构造Hessian矩阵 ,保持了系统的稀疏结构 .通过一个预处理过程获得命题的稀疏结构信息 ,显著减少构造高维矩阵所需工作量 .计算示例表明 ,该算法优于传统SQP法 ,也表明该算法的有效性     

环境影响最小化的化工过程综合

将环境影响最小化集成到化工过程综合中 ,不仅对于环境保护 ,而且对于过程技术本身都是目前紧迫的任务 .从过程系统工程的观点对环境影响最小化的化工过程综合进行了全面文献调研和综述 ,在简介环境影响最小化的一般原则以及过程综合变迁的基础上重点论述了过程综合中影响最为深远的 3个方面即反应路径综合、环境影响评价和过程集成技术 ,最后得出一般性的结论 ,以期作为化工系统工程发展的方向     

Multi‐objective Optimization‐Tool for the Universal Application in Chemical Process Design

A universally applicable procedure for multi‐objective optimization of chemical processes is developed. A set of known methods and procedures is adapted, combined with newly developed concepts, and integrated into the developed optimization tool, namely, the Adv:ProcessOptimizer. It allows for efficient, comfortable, and robust optimization of a process which is modeled in one of the various linked commercial simulation tools. As a result, the application of the process design with an overlaid optimization is easily accessible for academia and process industry. The industrial styrene process was optimized in order to validate the method. The results show a very densely and mostly equally crowded Pareto front and considerable savings in investment as well as operating costs compared to two reference designs.     

用科学发展观指导石油和化学工业"十一五"规划的编制工作

对如何制订石油和化学工业“十一五”规划提出了具体建议。强调要注意克服单纯的经济效益观点，树立和谐发展理念。提出了编制规划的若干思路及“十一五”期间应重点关注的几大发展领域和应把握的尺度。     

化工过程强非线性系统的变模型自适应预测控制

提出一种变模型自适应预测控制算法 ;基于非线性状态空间模型 ,通过每步在当前工作点 (非平衡点 )线性化获得线性化子模型 ,以此进行状态反馈预测控制 ,线性化子模型随工作点变化 ,且不限于平衡点。通过pH值控制的对比仿真实验 ,证明其对强非线性过程的控制效果优于传统的多模型预测控制。最后分析讨论了该控制算法存在的几个重要问题 ,并指出与之相关的未来研究方向     

A Mixed Coding Scheme of a Particle Swarm Optimization and a Hybrid Genetic Algorithm with Sequential Quadratic Programming for Mixed Integer Nonlinear Programming in Common Chemical Engineering Practice

In this paper, mixed integer nonlinear programming (MINLP) is optimized by PSO_GA–SQP, the mixed coding of a particle swarm optimization (PSO), and a hybrid genetic algorithm and sequential quadratic programming (GA–SQP). The population is separated into two groups: discrete and continuous variables. The discrete variables are optimized by the adapted PSO, while the continuous variables are optimized by the GA–SQP using the discrete variable information from the adapted PSO. Therefore, the population can be set to a smaller size than usual to obtain a global solution. The proposed PSO_GA–SQP algorithm is verified using various MINLP problems including the designing of retrofit heat exchanger networks. The fitness values of the tested problems are able to reach the global optimum.     

用科学发展观指导石油和化学工业“十一五”规划的编制工作

对如何制订石油和化学工业“十一五”规划提出了具体建议。强调要注意克服单纯的经济效益观点，树立和谐发展理念。提出了编制规划的若干思路及“十一五”期间应重点关注的几大发展领域和应把握的尺度。     

SCC配合比中基于骨料性质计算骨料用量的方法

讨论了现有自密实混凝土配合比中骨料用量的取值方法,提出一种根据骨料性质计算骨料用量的方法,该方法利用砂浆富裕系数f和砂浆中砂的体积分数s进行计算.建立了f、s与粗骨料空隙率K之间的关系,f根据K计算,s根据f和砂的细度模数计算.优化SCC配合比设计,减少试配工作量,并举例说明计算方法.     

化工园区交通规划

论述化工园区交通规划问题。重点讨论道路交通规划和铁路交通规划,包括对于铁路线是纵贯园区还是在园区集中建设铁路物流中心的选择等议题,指出化工园区交通体系的发展方向是建成生态交通系统。     

低变钴钼系新旧催化剂两段混装工艺优化方案

简述了优化钴钼系新旧催化剂混装工艺的必要性;从测温点配置、硫化副线设置、分离器设置等方面优化了新旧催化剂混装时的升温硫化流程;从温度控制、二硫化碳氢含量控制、循环煤气中氢含量控制等方面阐述了两段混装催化剂硫化过程的控制要点;针对不同的低变工艺流程以及操作温度、运行汽气比、预防催化剂失活等因素,提出了中低低变换工艺时两段新旧催化剂的混装方式。