甲苯歧化与C9芳烃烷基转移反应动力学模型和模拟分析

A new kinetic model for commercial unit of toluene disproportionation and C9-armatiocs transalkylation is developed based on the reported reaction scheme.A time based catalyst deactivation function taking weight hourly space velocity（WHSV）into account is incorporated into the model,which reasonably accounts for the loss in activity because of coke deposition on the surface of catalyst during long-term operation.The kinetic parameters are benchmarked with several sets of balanced plant data and estimated by the differential variable metric optimiza- tion method.Sets of plant data at different operating conditions are applied to make sure validation of the model and the results show a good agreement between the model predictions and plant observations.The simulation analysis of key variables such as temperature and WHSV affecting process performance is discussed in detail,giving the guidance to select suitable operating conditions.     

基于模型性能评估的递推PLS建模及应用

为了降低递推部分最小二乘(RPLS)建模方法的模型校正频率,开发了一种基于模型性能评估的RPLS(MPA-RPLS)模型.首先,根据过程的初始特性,自动生成模型的置信限,以均方根误差(RMSEP)为性能指标,评估模型性能;依据模型性能的评估结果,选择性地启动模型校正和置信限校正.然后,引入滑动平均滤波器消除过程变量中的噪声,探讨噪声对模型性能的影响程度.最后,将MPA-RPLS模型应用于一个化学反应过程--C₈芳烃临氢异构化过程,基于大量工业数据,进行仿真验证.仿真结果表明:本文开发的模型仅以微小的精度损失换取了模型计算效率的大幅提高(即模型校正频率大幅下降);滑动平均滤波器可有效地处理变量的噪声,改善模型的预测精度.     

工业异构化反应器建模及仿真

将3个二甲苯异构体集总为一个组分,提出一个新的异构化三角反应网络,建立工业异构化反应器模型.基于多组平衡的工业数据,采用传统的优化方法估计动力学参数,然后对不同操作条件下的大量工业数据进行仿真,结果表明模型估计值与观测值相当吻合.与其他模型相比,文中开发的模型在相对误差、相对均方误差和参数估计时间等性能指标上均体现出优...     

催化裂化装置模拟研究与进展

分析和介绍了国内外催化裂化装置建模和稳态模拟方面的研究和进展。对催化裂化反应集总方法及相应的反应网络进行归纳,并讨论其优缺点;推导了动力学模型方程并着重探讨方程求解算法以及模型中动力学参数、催化剂失活因子和装置因素的估计方法。     

移动窗递推PLS软测量建模及其工业应用

讨论了基于递推部分最小二乘(RPLS)算法的软测量建模方法及其应用.针对过程的时变特性,采用移动窗RPLS算法,在线修正样本的均值和方差,实时更新模型参数,兼顾了建模样本的饱和性、样本信息的完整性.然后将软测量模型应用于工业异构化装置,在线估计对二甲苯(PX)的含量.针对大量工业数据,进行仿真计算,得到模型的最大相对误差、相对均方误差和跟踪性能指标分别为2.68%、0.17%和0.9569,说明该软测量模型具有良好的预测能力和跟踪性能.接着讨论了建模样本长度对模型性能的影响,指出其最佳的样本长度为20～50.     

异构化机理软测量模型在工业装置中的在线应用

讨论芳烃异构化机理模型的性能及其在线应用。基于已开发的动力学模型,针对大量工业数据,进行离线模拟,结果发现模型的＂老化＂问题。为了兼顾模型的估计精度和计算效率,提出将软测量模型拆分成在线模拟计算模块和离线参数估计模块,实时更新模型参数。然后将模型应用于工业异构化装置,在线估计系统组分的浓度,结果表明,该软测量模型具有良好的性能。     

八碳芳烃临氢异构化反应动力学模型

针对某实际工业异构化装置,在已开发的八碳芳烃临氢异构化反应网络的基础上,将系统中的八碳环烷烃和八碳链烷烃作为一个集总组分,提出新的六组分异构化反应网络,由此建立了适用于工业生产的八碳芳烃临氢异构化反应动力学模型.考虑结焦对催化剂活性的影响,提出了一种经验形式的催化剂失活函数,能够合理地描述催化剂失活过程.采用四五阶Runge-Kutta法对模型方程进行数值求解,基于多套稳态平衡数据采用差分变尺度优化算法(BFGS)对动力学参数进行估计,进而在不同操作条件下对模型进行验证.结果表明估计值与工业标定值相当吻合,达到了工业应用的模拟精度要求.     

甲苯歧化与C9芳烃烷基转移过程软测量模型的应用

在已建立的芳烃转化过程机理模型及其离线模拟研究的基础上,针时国内工业甲苯歧化与C9芳烃烷基转移装置,进一步研究了过程软测量模型的在线应用.合理地简化了过程模型,采用基于偏差的模型参数提出模型参数在线更新策略解决软测量模型的老化问题.该策略通过计算重要组分浓度偏差,与设定值进行比较.若大于设定值则重新选取新的数据进行预测.然后将软测量模型应用于工业装置,在线预测关键组分的浓度分布.结果表明在操作条件较大的变化范围内,在线预测趋势和预测精度均令人满意.     

一种微波干燥控制系统的设计

设计了一种适用于果蔬等农产品微波干燥的反馈控制系统。详细论述了系统的实现原理及其功能模块,重点介绍了微波干燥单元、温度与功率控制单元、重量检测单元和上位机控制单元的设计思路和实现方法。应用纯净水加热实验对改造后的家用微波炉的输出功率进行标定,基于实验数据建立了微波功率与控制电压间的数学模型。以生姜为样本开展恒温干燥实验,结果表明本系统可实时记录温度、重量等数据,基于温度反馈控制能实现微波功率的连续、无级调节。     

基于AP-LSSVM的多模型预测控制

针对一类非线性系统的控制问题,结合基于仿射传播聚类的最小二乘支持向量机（LS-SVM）多模型建模算法与PSO优化算法,提出新的多模型预测控制算法.采用仿射传播聚类算法对历史样本数据进行聚类,得到各个类的训练样本数据|利用LS-SVM对各个类分别建立子模型,采用网格搜索和交叉验证为各子模型找到合适的模型参数,将所建立的子模型作为预测控制算法的预测模型.在滚动优化时,计算当前控制量与各聚类中心的欧氏距离,选择相应的子模型计算未来时刻模型的预测输出,计算得到参考轨迹.建立优化问题的目标函数,采用PSO算法优化求解得到系统的最优控制量作用于对象.将提出的算法在某芳烃异构化过程中进行仿真试验,分别采用提出的算法以及单模型预测控制算法、基于k均值和BP神经网络的多模型预测控制算法进行仿真.结果表明,采用提出的多模型预测控制算法可以获得更好的控制性能.