间歇精馏常规设计和优化设计的模型及算法

建立了板式间歇精馏塔在恒馏出液组成操作状况下常规设计及优化设计的数学模型。常规设计模型用数值方法编程求解，对二元理想及非理想溶液均适用。优化设计模型以间歇精馏系统年效益最大为优化目标，用菲波那契法求解单变量优化问题，用复合形法求解多变量优化问题。模型同时考虑对整个间歇精馏系统(包括塔主体、塔顶冷凝器及塔底再沸器)进行优化，更符合工程实际情况。求解模型可得到间歇精馏过程最优的一系列设计和操作参数(如理论板数，塔径，操作回流比，塔釜蒸发量，釜残液组成，冷凝器传热面积及冷却水出口温度，再沸器传热面积及加热蒸汽温度等)。算例表明，对恒馏出液组成间歇精馏单变量及多变量优化设计比常规设计分别提高年效益2．6％和18．9％。     

板式吸收塔优化设计研究与软件开发

以板式吸收塔系统的年总费用为目标函数，建立了优化设计数学模型，以吸收塔的液气比为决策变量，用单变量优化算法(菲波拿契法)求得最优解。用Visual Basic6．0开发出板式吸收塔优化设计软件。软件运行于Windows 9x系统，界面友好，操作方便。算列表明优化设计比常规设计节省生产成本。     

恒回流比多组分间歇精馏计算

采用"瞬间稳态"法计算恒回流比多组分间歇精馏过程.提出操作初始态馏出液组成的设定依据,减少回流比和理论板数设计的盲目性.程序完善多组分间歇精馏回流比和理论板数的计算方法,简化馏出液瞬间组成、平均组成及釜残液瞬间组成的计算过程.     

相平衡和平衡级分离专用计算软件VB设计

本软件系统包括4个子系统：（1）平衡数据关联子系统－含Van Laar,Margules,NRTL,UNIQUAC和Wilson模型以及Antione常数回归方程；（2）精馏子系统－含间歇精馏，普通精馏和萃取精馏；（3）液液萃取子系统－包括无水和含水溶剂体系；（4）数据库子系统－建成bpd.mdb数据文件，具有查询和管理各种烷烃，芳烃和溶剂等基础物性的功能。软件系统采用VB设计，界面友好，操作简便，可用于汽液和液液平衡数据模型参数的关联以及多元多级汽液和液液平衡级的分离计算。     

VBA实现恒馏出液组成间歇精馏的计算机模拟

对于恒馏出液组成操作方式的间歇精馏,过程计算相对复杂,计算量很大。在常用软件Excel中利用VBA实现塔内各塔板液相组成xn与时间t的动态响应,完成间歇精馏的过程计算及模拟,具有可视化、即时化、自动化等优点,可行且有实用意义。     

EXCEL实现恒回流比间歇精馏的计算机仿真

对于恒回流比操作方式的间歇精馏,过程计算量大且公式应用相对复杂,用计算机完成间歇精馏的过程计算及操作仿真已经成为许多国内外学者的研究课题。为了满足系统的响应速度,提高动态釜液量误差,用Excel的VBA、函数、图表及重算等功能,实现间歇精馏的计算机仿真的新方法。在Excel中,建立了间歇精馏过程的数学模型与“数据处理表”,完成多项式拟合,由递推公式确定塔内各塔板液相组成xn与时间t的动态响应关系。获得的六次拟合曲线接近于实测的平衡数据,其相关系数达到0．999,各塔板液相组成xn与时间t的动态响应关系与实际计算吻合较好,获得了较满意的结果,为设计提供有效依据。     

恒馏出液组成间歇精馏回流比的控制和调节

计算及模拟间歇精馏过程已成为国内外许多学者的研究课题.以恒馏出液组成操作方式的间歇精馏,调节与控制回流比十分重要,过程计算复杂,计算量也很大.在Excel中,递推公式结合VBA编程求取了初始回流比Ro和最终回流比Re;VBA程序与Excel图表的数据通讯获得了各塔板气液组成的动态数据;Excel与VBA的混合编程得到了蒸馏时间与塔釜组成、塔釜组成与回流比的动态函数关系;为间歇精馏的动态调节、控制回流比和计算机模拟等问题提供了解决的途径.     

乙酸丁酯反应精馏过程模拟设计

反应精馏偶合了反应和精馏两种单元操作,通过精馏促进反应,可以提高反应转化率和收率,为可逆反应的化工过程生产提供了新的设计途径。基于严格热力学分析计算,利用计算机模拟和优化手段。提出了乙酸丁酯反应精馏、分离纯化的生产流程。采用UNIQUAC方程表征乙酸-正丁醇-乙酸丁酯-水四元非理想体系的汽液平衡,首先,根据实验数据回归了热力学模型中的交互作用参数,并预测了体系中5个共沸物组成,模型的计算结果与实际数据吻合。基于平衡级模型,提出了由平衡反应器、反应精馏塔、倾析器和纯化塔构成的可行流程,对提出的设计流程进行了模拟、优化,得到了操作工艺参数。模拟结果对工业过程的设计和改造具有一定的指导意义。     

基于塔板组成线的反应精馏图解设计

图解设计法,可以相对较少的已知数据快速、直观地获得反应精馏塔的结构和操作参数。本文在转换组成变量的基础上,系统地推导了反应精馏塔板组成线方程及设计可行性判据,提出了基于塔板组成线进行反应精馏图解设计的策略,并对理想反应体系进行了实例设计计算。研究结果表明：利用塔板组成线进行反应精馏设计可同时获得多组可行设计方案,比现有精馏线和剩余曲线设计方法更为有效,并有利于设计的优化和经济效益评价。     

汽车转向机构仿真及优化设计

研究汽车转向机构优化设计问题,传统转向机构设计忽略转向机构与悬架干涉,造成实际工况下前轮定位参数变化过大,导致操纵稳定性下降.为了提高实际工况下转向性能,针对原地转向及车轮跳动工况,根据阿克曼转角几何原理及前轮定位参数变化规律,采用多目标优化方法建立复合加权惩罚函数进行优化设计.并在建立优化模型时引入试验设计方法(DOE)进行设计变量筛选.应用ADAMS软件建立某车前悬架总成动力学模型进行仿真优化.仿真结果表明,优化后模型更好地满足了阿克曼转角几何原理,转向机构与悬架更加匹配,验证了改进方法在转向机构优化设计中的实用性与优越性.     

用Visual Basic5.0语言开发多效蒸发系统优化设计软件

利用Visual Basic5.0语言开发多效蒸发系统优化设计应用软件。软件有两大功能模块,一是多媒体学习模块,利用模块可以学习不同流程的多效蒸发系统优化设计建模思路及模型求解算法;二是设计计算模块,利用该模块可以对不同的多效蒸发流程（并流或逆流）及设计情况（常规设计或优化设计）选择适宜的算法进行设计计算。软件采用了Access动态数据库和面向对象的编程技术,可在Windows9X操作平台下独立运行。软件界面友好、操作方使、运行可靠稳定。     

Experimental investigations on fuzzy logic for process control

The present work is concerned with the design and experimental testing of fuzzy algorithms for the on-line control of a few processes: temperature of a methyl methacrylate batch polymerization reactor, evaporating and condensing temperatures of a refrigeration system and the overhead composition of a batch distillation column. PID-fuzzy algorithms were developed and compared to conventional PID controllers, proving to be more suitable and reliable for the polymerization process. For the batch distillation column, fuzzy control reduced the batch time and the energy consumption. The PID-fuzzy also outperformed the conventional PID in terms of energy savings for the refrigeration system.     

旋转填料床间歇精馏不稳态开工过程

为了深入了解三角形螺旋填料旋转床间歇精馏不稳态开工过程的影响因素及规律,以乙醇-水为实验物系进行实验和模型研究。改变料液浓度、再沸器加热功率和转速的开工实验结果表明,旋转填料床中强大的离心力和高效填料的协同作用使得间歇精馏不稳态开工过程得到极大强化、开工时间很短(30min左右),节能;在最佳转速下开工可使馏出液浓度最大,馏出液浓度随料液浓度和再沸器加热功率的增加而增大。旋转填料床间歇精馏过程在最佳转速和较大的再沸器加热功率下开工,效果最好;以平衡级理论为基础建立的数学模型能较好地描述该过程的不稳态开工规律,模拟值与实验值吻合良好,平均相对误差在2%以内。旋转填料床是强化间歇精馏过程的有效途径。     

Model reduction and optimization of reactive batch distillation based on the adaptive neuro-fuzzy inference system and differential evolution

This paper considers the application of the adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) instead of the highly nonlinear model of a reactive batch distillation column for optimization. The architecture has been developed for fuzzy modeling that learns information from a data set, in order to compute the membership function and rule base in accordance with the given input–output data. In this work, the differential evolution algorithm has been employed for optimization of operation policy of reactive batch distillation for producing ethyl acetate. In optimization, minimal batch time and high purity of product are considered, and reflux ratio and final batch time are taken as decision parameters. The results show that the reduced model (ANFIS) is able to properly create a robust model of the reactive batch distillation, and CPU use is reduced to 1/18,000 of that of a real mathematical model. The highest yield and mole fraction of ethyl acetate were achieved through the use of the obtained optimization policy.     

Aspen Dynamics simulation of a middle-vessel batch distillation process

Aspen Dynamics is a powerful dynamic simulator that is widely used to explore the dynamics and control of continuous processes around some steady-state design operating point. This paper explores its use to study the dynamics of a batch process. The example studied is a middle-vessel batch distillation system for separating a ternary mixture. The batch system is operated by adjusting the two reflux flowrates (one from the reflux drum to the top of the upper column and the second from the middle vessel to the top of the lower column). The liquid inventories in the three drums vary with time. This paper shows how this batch operation can be conveniently simulated by first using the steady-state simulator Aspen Plus to correctly size the equipment. Then the file is exported into Aspen Dynamics where a rigorous dynamic simulation can explore alternative control strategies by using the large library of control functions.