多组元精馏动态数学模型的求解及其刚性研究

建立了适用于多组元精馏过程动态模拟的通用数学模型 ,对精馏动态模型的刚性问题进行了研究 ,并对 8组分、47块理论板的萃取精馏体系进行了动态模拟。经验证 ,所编制的动态模拟程序可适用于强刚性体系 ,并且模拟结果可靠 ,具有足够的精度。     

基于代码矩阵的精馏序列合成

提出了一种基于代码矩阵的精馏序列合成方法及其算法实现。该方法包括混合物组群划分、减塔配置基本搜索空间的创建、代码矩阵的生成和使用分离限制条件筛选4个步骤。由于代码矩阵衍生自矩阵法的0-1矩阵,且其元素代码包含了精馏塔分离编号和产品流股的采出位置等信息,因此,该合成法不仅能提供完整的精馏配置搜索空间,而且便于根据分离限制要求进行分离序列的筛选。文中给出该方法在乙二醇粗产品体系的应用,由VB计算共获得了8个三塔分离方案。结合Aspen模拟,得到总再沸器热负荷最小的三塔分离方案。     

基于模糊逻辑推理的精馏分离序列优化综合

模糊逻辑推理能够反映自然语言要素信息传递特性. 通过抽象有效重组参数提炼if-then模糊逻辑推理规则、根据精馏分离序列综合问题数字特征创建Sugeno模糊逻辑推理模型,系统化地提出了基于模糊逻辑推理的精馏分离序列优化综合方法.     

基于带权有向图的非清晰复杂精馏序列的合成方法

在精馏系统中非清晰分离能够克服清晰分离所固有的返混效应,从而提高系统能效。基于数据结构理论,提出了非清晰精馏序列的合成与优化方法。对于N组元混合物的分离,合成的精馏序列由N-1个精馏塔构成,且其中的非清晰分离任务含有所允许的任意多个中间分配组分。为了合成上述分离序列,利用带权有向图建立了一种新的精馏分离序列模型,并基于“vector”动态数组,提出了一个同时拥有数组和链表优点的带权有向图的储存结构。序列合成过程定义了一系列的相关操作,且选择广度优先的策略以提高合成效率。算例证明了该方法在精馏序列合成和优化的高效性。算例结果表明该算例的最优分离序列可以有效减少设备投资和能耗。     

基于神经网络混合整数线性规划的精馏分离序列优化综合

针对精馏分离序列综合问题,运用图论方法研究网状超级结构。结合相对费用函数建立了混合整数线性规划模型。开发了面向大规模精馏分离序列综合问题的自动求解程序,实现了10组分精馏分离序列综合问题的成功解算,探索了神经网络混合整数线性规划的思想框架。     

三组分精馏隔板塔的操作柔性模拟与分析

隔板精馏塔作为完全热耦合精馏塔由于具有较强的耦合性,其操作与控制相比传统精馏塔更为复杂,同时由于具有更多的自由度表现出更多的操作柔性。选用正戊烷、正己烷、正庚烷混合物的分离为例,采用严格模拟方法,通过对7 种进料条件设计的隔板塔进行模拟,考察了不同进料条件下的操作柔性,同时考察进料组成对隔板精馏塔操作柔性的影响。     

C_(22)-三元酸三酯的合成

C22-三元酸三酯的合成以棉籽油甲酯为原料,将非共轭的亚油酸甲酯在催化剂作用下转化成共轭亚油酸甲酯,同时与富马酸二酯发生D iels-A lder反应,生成C22-三元酸三酯。采用正交实验设计探讨了C22-三元酸的甲基二异戊酯的投料比、温度、催化剂用量、反应时间对合成反应的影响。富马酸二酯加入量按照富马酸二酯∶亚油酸甲酯(摩尔比)=1.1∶1投料,反应温度选择在200~210℃,催化剂碘的用量在0.6%,反应控制在2 h,最佳转化率相对于亚油酸甲酯可达96%。     

VAc/nBA/AA三元共聚物乳液的合成研究

根据分子设计原理,设计了VAc/nBA/AA三元共聚物乳液的合成配方,筛选了工艺条件。讨论了影响乳液性能的因素。采用红外光谱仪和动态粘弹谱仪研究了聚合物乳液的结构。     

基于自适应并行禁忌搜索的精馏分离序列优化综合

由于精馏分离序列与二叉树之间具有同构性,在数据结构上精馏分离序列可以抽象为二叉树.采用图论方法建立了二叉树相邻切分点变换机制,进而形成有效的邻域结构.将自适应机制和并行技术引入禁忌搜索算法中,根据记忆频率信息自适应调整禁忌长度与候选集规模,通过搜索任务分配安排形成多任务并行处理.数值实验表明自适应并行禁忌搜索算法能够成功解算大规模精馏分离序列优化综合问题.     

物系和分离要求对最优三组元精馏结构选择的影响

针对三组分混合物的分离,选取6种不同分离指数的物系,根据多种进料组成和分离要求,对传统的直接分离序列和间接分离序列及其热集成方式、部分热耦合精馏中的侧线精馏和侧线提馏、完全热耦合结构（即隔板塔）进行了模拟与优化设计,并以年度总费用最低为目标选出各种情况下的最优精馏结构。结果表明,分离指数、进料组成及分离要求都对精馏结构的优化选择都有显著影响,热集成精馏、部分热耦合以及完全热耦合精馏结构分别在不同条件下各具有优势。根据分析结果,对影响最优三组元分离精馏结构的因素进行归纳。     

基于粗糙集理论的决策树构造算法

应用粗糙集理论,提出了一种利用新的启发式函数构造决策树的方法。该方法以属性重要性评价指标作为信息熵函数,对条件属性进行选择,充分考虑了属性间的依赖性和冗余性,弥补了ID3算法对属性间依赖性强调不够的缺点,解决了决策树中子树的重复和有些属性在同一决策树上被多次选择的问题,该方法还能对不相容决策表进行正确分类。实例表明该方法是正确有效的,而且明显优于传统的决策树构造方法。     

基于决策树算法的石化装置过程安全管理评估技术研发及应用

针对当前石油化工企业装置安全生产管理现状,为提升石化装置过程安全管理水平,借鉴国内外过程安全管理体系和相关标准要求及典型管理经验,采用基于关联度的决策树算法构建了石化装置过程安全管理评估指标体系,并运用多层次综合模糊评价方法建立了评估模型,设计开发了装置过程安全管理评估系统,并结合实例进行了验证分析. 结果表明,该技术可量化分析装置过程安全管理存在的薄弱环节,有助于过程安全管理改进和水平提升,对保障装置安全稳定运行、提升装置安全管控水平具有现实意义.     

A decision tree based decomposition method for oil refinery scheduling

Refinery scheduling attracts increasing concerns in both academic and industrial communities in recent years. However, due to the complexity of refinery processes, little has been reported for success use in real world refineries. In academic studies, refinery scheduling is usually treated as an integrated, large-scale optimization problem, though such complex optimization problems are extremely difficult to solve. In this paper, we proposed a way to exploit the prior knowledge existing in refineries, and developed a decision making system to guide the scheduling process. For a real world fuel oil oriented refinery, ten adjusting process scales are predetermined. A C4.5 decision tree works based on the finished oil demand plan to classify the corresponding category (i.e. adjusting scale). Then, a specific sub-scheduling problem with respect to the determined adjusting scale is solved. The proposed strategy is demonstrated with a scheduling case originated from a real world refinery.     

基于决策分类方法的水泥回转窑故障诊断方法

提出了一种基于决策分类的水泥回转窑故障诊断方法。该方法利用水泥生产过程中产生的回转窑历史数据结合模糊决策树算法生成故障诊断模糊推理规则库,利用在线数据可对模糊规则库进行增量学习,不断完善故障诊断规则库。故障诊断阶段,将在线数据形成的特征向量与故障诊断规则库进行匹配,判断是否发生故障以及相应的故障类型。该方法对故障数据进行模糊化处理,提高了故障诊断结果的可解释性以及泛化性能,适用于实际的水泥生产过程。     

合成塔优化操作方案

为了使合成系统特别是合成塔的安全高负荷运行,实现公司利益最大化。通过对实际生产流程上的改造,并进行一系列的优化操作,既考虑到了原材料的合理利用,又充分体现节能、降耗和全系统的高负荷运行。     

A mixed-integer programming approach for optimal configuration of artificial neural networks

A mathematical programming approach for automatic computation of the optimal configuration of artificial neural networks (ANNs) is presented. Training of the network is modelled as a mixed-integer program (MIP) where 0–1 binary variables are introduced to represent the existence (binary variable = 1) and non-existence (binary variable = 0) of the nodes and the interconnections between the nodes. The objective is to minimize the number of nodes and/or interconnections to meet a given error criteria. From modelling point of view, the key advantage of the proposed approach is that the user does not have to try different configurations of the network, a solution of the proposed MIP formulation automatically generates the optimal configuration of the network. From the implementation of ANN point of view, a simplified representation of the network is obtained, where redundant nodes and interconnections have been eliminated. A number of examples are presented to demonstrate the applicability of the proposed approach.     

Method of urban color plan based on spatial configuration

The present Chinese urban color plan inclined to assume the way of Japanese, which is based on the theory of the Geography of Color founded by Lenclos. However, both my interview in 2004 and my urban color plan in 2006 show that the way of planning from color to color can hardly meet the requirement of the rapidly developing Chinese cities, and the authority should leave more creative space to the designers. Researching the color scheme of Kirchsteigfeld done by Werner Spillmann in 1994 was very enlightening. Findings of other researchers also helped me to set up a systematic planning method. Considering the complexity of color in urban space, the present way of planning simply by color combination is not sufficient. Spatial configuration is the core of color plan, and the authority should emphasize the color pivot and vision rank to encourage creativity in real design. This article discusses the systematic method of color planning when considering Chinese urban plan system, and with typological means. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Col Res Appl, 2013     

“背包式”反应精馏集成过程研究进展

“背包式”反应精馏是一种反应器与精馏塔既相互独立又相互耦合的离散集成技术。由于反应与分离处于不同空间位置,能够突破传统反应精馏对工况的限制,拓宽应用范围,且便于工程放大。本文综述了国内外“背包式”反应精馏从基础到应用的研究概况。从转化率、选择性、塔内温度、组成分布等方面,分析了“背包式”反应精馏与传统反应精馏的等效性,指出“背包式”反应精馏的优势在于工况的灵活选择利于实现反应与分离能力的最佳匹配。介绍了“背包式”反应精馏在稳态模拟与优化、动态模拟及控制等方面的研究进展,并从不同工况反应与精馏集成技术的应用、便捷的催化剂装填与反应器设计应用两个角度归纳了该技术的应用进展。最后,从优化设计理论、先进控制方法、能量综合利用以及强化酶催化反应等方面对“背包式”反应精馏进一步的研究与应用进行展望。     

基于公理化设计理论的产品配置建模方法及其在大型化工装备中的应用

结合产品配置模型信息形成的特点,提出了基于公理化设计理论的化工装备产品配置建模方法。该方法详细讨论了产品设计过程中功能-结构域间映射,将具有约束信息的功能要求定义为功能-约束集成单元,将具有特征信息的设计参数定义为结构-特征集成单元,通过建立系统数据库和结构-特征集成单元间的特征关系,构建了基于结构-特征集成单元的化工装备产品配置模型。公理化设计理论的引入,使得产品配置建模更加科学化,并使设计者能在众多复杂的方案中快速做出正确的选择。最后以空分装备产品为例,建立了产品的配置模型。     

基于案例推理的电熔镁炉智能优化控制

电熔镁炉是生产电熔镁砂的主要设备之一,电熔镁砂冶炼过程具有非线性、强耦合、随机干扰严重等特点,传统的控制算法无法满足控制要求,本文提出了一种将案例推理与规则推理相结合的智能优化控制方法,详细阐述了基于规则的冶炼电流设定技术和基于案例推理的电熔镁炉冶炼电流补偿技术,研制了电熔镁炉智能优化控制系统,成功应用于国内某企业的电熔镁炉上,取得了满意的控制效果和明显的经济效益。