基于主元分析的PX氧化副反应神经网络模型研究

利用现场数据对影响对二甲苯(PX)氧化副反应的9个主要过程变量进行主元分析,确定了7个主导影响因素,在此基础上建立了一种PX氧化反应副反应的模型。模型采用径向基函数(RBF)神经网络技术建立7个主导影响因素与反应尾气中CO2含量的关联模型,继而提出醋酸及PX的燃烧损失模型,模型的预测平方和误差接近0,并通过模型分析了各操作参数对醋酸及PX燃烧损失的影响。     

对二甲苯装置异构化单元先进控制系统的开发与应用

针对对二甲苯(PX)装置异构化单元在操作和控制中存在的问题,通过机理分析,在该装置首次提出了用宏观反应热衡量反应深度,并实现了反应热的实时计算;在此基础上建立了整个异构化单元基于状态空间模型的多变量预估控制系统,并在该装置得到了成功地应用.通过对加热炉、反应器以及精馏塔进行协调控制,实现了产晶质量的卡边控制,极大地提高了装置控制平稳率和安全性.提高对二甲苯收率0.37%,整个装置的综合能耗降低6.318 kg(EO)/t,同时获得了显著的经济效益,综合经济效益估算可达1009万元/年.     

先进控制技术在PX联合装置中的应用

引言PX中文名对二甲苯,是一种重要的有机化工原料,主要用于精对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)生产。PX联合装置采用国内外的先进技术,具     

基于小波和支持向量机的故障趋势预报

从工业生产过程实用的观点出发,鉴于小波变换能有效地对信号进行消噪的优点和支持向量机的卓越学习性能,探讨基于小波和支持向量机的故障趋势预报,并结合专家系统建立解释机制。将其用于工业精对苯二甲酸(PTA)生产过程中对二甲苯(PX)氧化反应器尾氧浓度故障预报的结果表明:该方法能准确地对尾氧浓度故障趋势进行预测,并同时给出故障产生的概率大小,为PX氧化反应器的安全平稳操作提供了保证。     

重整反应单元先进控制及实时优化系统的设计与应用

针对连续重整反应单元在操作和控制中存在的问题,通过机理分析,提出了用宏观反应热衡量反应深度,并实现了反应热的实时计算;在此基础上建立了基于状态空间模型的多变量预估控制系统,对反应热和反应温度进行协调控制:并以反应热为调优手段,建立了反应深度实时优化器,使芳烃收率最大化.该先进控制及实时优化系统,解决了通常先进控制因原料性质、负荷等变化而不能长期使用的问题,并在该装置得到了成功地应用,实现了产品质量的卡边控制.该系统上线运行至今已经有2年多,一直保持了95%以上的投用率,极大地提高了装置控制平稳率和安全性,提高芳烃收率0.76%,获得了显著的经济效益.     

基于数据驱动技术和工艺机理模型的PTA生产过程软测量建模方法

PTA生产过程物耗指标和质量指标实时准确的监控,是PTA生产企业降低生产成本、提高市场竞争力的重要途径.现存的PTA工艺机理模型无法实时有效地对PTA生产过程进行监控,本文提出了1种基于数据驱动技术和工艺机理模型的软测量建模方法,通过采用主元分析和模糊C均值聚类(PCA-FcM)算法将PTA历史工况进行分类,建立BP神经网络和偏最小二乘(PLS)的组合多工况模型,对PTA生产过程的物耗指标和质量指标进行预测.以某化工厂的投运效果分析,该方案有效地对PTA重要指标作了实时准确的预测,其中质量指标4CBA的相对误差控制在3%左右,有效地帮助现场操作人员将生产装置稳定运行在较优工况点.     

基于CAPE-OPEN标准的对二甲苯氧化反应器建模

流程工业开发的竞争力很大程度上取决缩短计算机辅助软件开发的周期,CAPE-OPEN(computer-aided process environment,OPEN)就是这样1套标准规范,它允许软件供应商、各研究机构及个人进行可兼容组件开发。这些组件以动态链接库的形式无缝构建了1个集成的模拟仿真环境。本文在现有精对苯二甲酸(pure terephthalic acid,PTA)全流程建模与仿真的基础上,将流程核心模块对二甲苯(p-Xylene,PX)氧化反应(continuous stirred tank reactor,CSTR)机理模型重构,封装成为符合国际流程工业接口标准CAPE-OPEN的独立组件,该组件通过开放(equation set object,ESO)接口,向数值求解器与仿真环境提供模型信息,调用CAPE-OPEN兼容物性包进行物性计算,从而完成模型的求解工作。该模块可与标准兼容流程仿真环境Aspen Plus交互,在该环境下将迭代求解结果与原流程模型仿真结果保持在0.1%以内,验证了模型的精确性与稳定性。     

CENTUM-CS系统组态调试及维护

CENTUM -CS集散型控制系统是YOKOGAWA公司 2 0世纪 90年代中期推出的大型DCS ,集装置控制和生产管理于一体 ,采用标准的人机接口 ,开放性的网络结构 ,整个系统人机界面友好 ,稳定性高 ,系统组态简单 ,维护调试方便。自 1997年以来 ,在我厂 2套催化裂化装置、常减压装置、化纤芳烃抽提装置、PX ,PTA装置使用多套 ,提高了装置的控制水平 ,保证了安全生产。1　CS系统构成CS集散型控制系统主要由信息指令站ICS(操作站)、现场控制站FCS、通信门单元ACG、工程师站EWS、实时控制网V网以及信息局域网E网组成。典型的系统配置如图 1…     

数学插值法在露点测量中的应用

近年来,随着计算机技术的发展,插值理论得到了广泛的应用;然而,在石油化工领域中的应用却甚少.本文用我厂氧化装置反应尾气露点测量为例详细讨论它在DCS上的实现方法,以便能为石油化工及其它DCS应用领域的类似问题提供参考.根据生产工艺要求当尾气露点低、比较干燥时,要用TA粉末气送系统,如果尾气露点高、比较潮湿,则只能用氮气.如能充分利用反应尾气,则可节省能源,     

化工原料中对羧基苯甲醛含量的软测量建模

研究化工原料生产中对羧基苯甲醛含量预测问题.传统对4-CBA含量的实时控制的算法依赖样本数据的个数,导致求解复杂,计算速度慢,准确度低.为了克服传统算法的不足,解决PTA氧化过程非线性、时变、大滞后,样本数据采集困难等问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机的软测量建模方法,采用小样本的函数回归预测建立了对二甲苯(PX)氧化反应器的数学模型,通过交叉验证的方法进行参数选择,结果表明预测模型具有良好的非线性,较高的精确度,泛化能力强,是用于PTA氧化过程中4-CBA含量预测的一种有效的方法.     

分子筛催化甲苯歧化SE1反应机理的分子模拟研究

应用分子模拟半经验量子力学Mopac 6．0-AM1近似计算方法分析了分子筛催化甲苯歧化反应的S_E~1反应历程,确定了反应历程中的反应态、过渡态和产物态,得到了反应活化能和反应热等相关信息,对内禀反应坐标的计算进一步验证了反应过程中的能量变化。计算结果表明,分子筛催化的甲苯歧化反应沿S_E~1反应历程可通过两步基元反应完成;质子由分子筛向甲苯分子转移的过程为反应的快速步骤,其活化能达到428．54 kJ·mol~(-1),需要在高温下进行;甲苯歧化总反应的热效应很小,与实验数据相吻合。     

卡琳娜循环在火电厂节能降耗中的应用研究

为了提高电厂能源利用率,针对卡琳娜动力循环技术可深度利用火电机组的烟气余热和排汽凝结热的优点,对卡琳娜动力循环技术在火电厂中的应用进行了研究。实际运行表明,在不影响电厂循环热效率的前提条件下,采用该技术可将机组输出电功率提高1%左右。     

升压汽水喷射器的理论模型及输出量的解耦控制

针对汽水喷射器内所产生的凝结和激波现象,使其升压过程和机理非常复杂,提出利用直接接触凝结理论建立升压汽水喷射器的理论模型,并对求解该模型的一些关键问题进行论述,如采用平均凝结换热系数计算相间质量传递及利用汽羽确定各相体积分数等.根据该理论模型给出升压式汽水喷射器出口温度和流量的调节方案,理论分析表明出口温度及流量的调节...     

用于化学热泵的氯化钙/甲醇络合反应动力学的研究

CaCl2／CH3OH的络合反应动力学是设计该体系化学热泵装置，选定合格工艺条件的重要基础。本文采用变温热重分析法，在真空状态下，通过改变氯化钙粒度，反应温度及系统压力，利用Marquart非线性优化方法进行实验数据模拟计算，对气固相化学热泵系统中的工质对CaCl2／CH3OH的络合反应动力学进行了实验研究，获取了具有一定机理、关联众多影响因素的络合反应动力学模型。结果表明：氯化钙同甲醇的络合反应符合收缩园柱形表面化学反应的机理；甲醇蒸发器温度及氯化钙样品的预络合度在不同条件下对其络合反应动力学的影响程度不同；在本实验条件下，氯化钙粒度对络合反应特性影响相对较小。该模型弥补了前人实验域较小，关联因素少等不足。对氯化钙／甲醇体系化学热泵的设计和开发有着十分重要的理论和实际意义。     

优化岭参数的非线性岭回归及4-CBA含量软测量

针对二甲苯氧化反应过程中影响主要副产物对羧基苯甲醛含量的因素众多且呈高度非线性的问题,提出基于优化岭参数的非线性岭回归MNRR算法,并应用于建立4 CBA含量软测量模型,获得满意的结果.MNRR采用非线性变换对原始模式特征空间进行扩张,以预测性能为指标,采用进化算法确定最佳岭参数,最终建立具有强非线性表达能力以及预测性能良好的模型.与非线性最小二乘回归和基于广义交叉有效性逐步估计岭参数的非线性岭回归相比,MNRR模型具有更高的预测精度且克服了传统岭回归算法最佳岭参数难以确定的缺点.     

CT球管三工位排气控制系统研究与设计

针对计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)球管排气流程自动化程度低、产品质量受人为因素影响大的问题,提出"工控机+可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)"的控制方案,搭建电控柜,设计CT球管三工位排气控制系统。采用梯形图编程实现对底层设备的控制,上位机界面使用LabVIEW软件设计。运行结果表明:用户能够对排气流程进行控制,同时监测各个设备的工作状态,了解排气流程的进展。此外,用户还可以方便地修改排气步骤和工艺参数,对不同的CT球管进行排气,实现了排气流程的全自动化,提高了系统的通用性。     

基于Abaqus的某汽油机排气歧管隔热罩优化分析

用Abaqus对不同类型非线性复合材料隔热罩进行振动分析,预测不同设计方案的排气歧管和催化器隔热罩的振动情况,并展示使用LMS.TestLab对噪声优化效果验证的主要过程.     

Shape optimal design of an engine exhaust manifold

An engine exhaust manifold made of cast iron cracks during thermal shock testing. The test process is simulated by finite element analysis. The manifold is formulated as a linear heat transfer and thermoelasticity problem in a variational form. Analytical expressions for shape design sensitivities of general three-dimensional problems are presented, using the material derivative approach. A hybrid approach is described and used during the optimization process. This approach takes advantage of the direct and the adjoint variable methods and is the most efficient in calculating the sensitivity of the structural responses. After the finite element model is verified by comparing the results with those from testing, the engine exhaust manifold is optimized with respect to its geometry.     

基于聚四氟乙烯表面滴状冷凝的传热分析

表面材料对滴状冷凝传热影响很大,本文建立聚四氟乙烯复合材料表面传热的数学物理模型,分析滴状冷凝的传热机理,计算表面液滴和液膜的冷凝传热,获得冷凝面的总传热系数.应用ANSYS软件模拟液滴,液膜传热,液膜区换热对整体滴状冷凝影响很大.     

Bond graph model of a vertical U-tube steam condenser coupled with a heat exchanger

A simulation model for a vertical U-tube steam condenser in which the condensate is stored at the bottom well is developed in this paper. The U-tubes carrying the coolant are partially submerged in the stored condensate and thus the bottom well acts as a heat exchanger. The storage of hydraulic and thermal energies is represented using a coupled pseudo-bond graph model. Advection effects are modelled by considering reticulated segments of the tubes carrying coolant, over which condensation takes place. The developed model is of intermediate complexity and it is intended for use in observer based real time process supervision, which works by comparing the process behaviour to the reference model outputs. The simulation results obtained from the bond graph model are validated with experimental data from a laboratory set-up.