化工過程系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于流程復(fù)雜、生產(chǎn)條件多變以及能耗巨大等。在生產(chǎn)條件多變的背景下,大范圍的工況變化時(shí)有發(fā)生,而且由于流程復(fù)雜,常規(guī)的過程控制難以實(shí)現(xiàn)工況的平穩(wěn)過渡。工況遷移是指大范圍的工況變化過程,工況遷移控制就是針對該過程所采用的控制方式。本文從動態(tài)建模、工況點(diǎn)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化、工況點(diǎn)之間的動態(tài)控制三個(gè)方面系統(tǒng)地討論了化工過程工況遷移問題。本文首先提出氣液相混合精餾塔的全動態(tài)建模方法,并對某實(shí)際裂解制乙烯裝置中的乙烯精餾塔進(jìn)行了建模及仿真。傳統(tǒng)精餾塔動態(tài)建模方法中,僅討論了塔板上的液相動態(tài)過程,而忽略了降液管和板間氣相空間的動態(tài)過程。本文通過機(jī)理分析,考慮降液管的液相滯留量和氣相空間的氣相滯留量,建立了精餾塔的完整動態(tài)數(shù)學(xué)模型,并將該建模方法應(yīng)用于乙烯精餾塔,仿真結(jié)果驗(yàn)證了全動態(tài)建模方法的合理性。接下來,針對乙烯精餾塔工況遷移問題,討論穩(wěn)態(tài)工況點(diǎn)的優(yōu)化,即根據(jù)生產(chǎn)條件的變化來優(yōu)化目標(biāo)工況點(diǎn)的位置。穩(wěn)態(tài)優(yōu)化所依賴的穩(wěn)態(tài)模型是動態(tài)模型的特殊形式。本文從后續(xù)生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)效益和工況遷移過程的可操作性兩個(gè)方面來討論目標(biāo)工況點(diǎn)的影響。具體來說,從乙烯裝置整體考慮,引入循環(huán)能效系數(shù),將經(jīng)濟(jì)效益量化...

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)
第1章 緒論
    1.1 化工過程工況遷移研究背景
    1.2 化工過程工況遷移研究基礎(chǔ)
        1.2.1 工況遷移過程的定義
        1.2.2 化工過程的動態(tài)建模
        1.2.3 化工過程的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化
        1.2.4 化工過程的動態(tài)優(yōu)化
    1.3 化工過程工況遷移問題剖析
    1.4 研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
    1.5 本章小結(jié)
第2章 精餾塔動態(tài)機(jī)理模型
    2.1 數(shù)學(xué)模型整體考慮
    2.2 精餾塔基本動態(tài)機(jī)理模型
        2.2.1 板式精餾塔機(jī)理模型概述
        2.2.2 傳統(tǒng)塔板動態(tài)模型
    2.3 精餾塔全動態(tài)機(jī)理模型
        2.3.1 精餾塔動態(tài)過程分析
        2.3.2 塔板機(jī)理分析及建模
        2.3.3 降液管機(jī)理分析及建模
        2.3.4 氣相空間機(jī)理分析及建模
    2.4 乙烯精餾塔動態(tài)模型建立
        2.4.1 乙烯精餾塔的獨(dú)具特征
        2.4.2 動態(tài)模型的仿真求解
    2.5 本章小結(jié)
第3章 乙烯精餾塔工況點(diǎn)的均衡優(yōu)化
    3.1 乙烯精餾塔工況遷移描述
    3.2 乙烯精餾塔工況點(diǎn)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化
        3.2.1 經(jīng)濟(jì)效益總體分析
        3.2.2 循環(huán)能耗分析
        3.2.3 循環(huán)能效系數(shù)的估算
        3.2.4 經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化的構(gòu)建和求解
    3.3 經(jīng)濟(jì)效益和可操作性的均衡優(yōu)化
        3.3.1 乙烯精餾塔工況點(diǎn)可操作性分析
        3.3.2 多目標(biāo)優(yōu)化策略
        3.3.3 乙烯精餾塔的優(yōu)化求解
    3.4 本章小結(jié)
第4章 乙烯精餾塔工況遷移策略
    4.1 遷移動態(tài)過程的數(shù)學(xué)描述
    4.2 基于常規(guī)控制的乙烯精餾塔工況遷移
        4.2.1 乙烯精餾塔常規(guī)控制策略
        4.2.2 基于質(zhì)量指標(biāo)常規(guī)控制策略
        4.2.3 基于安全指標(biāo)常規(guī)控制策略
    4.3 基于動態(tài)優(yōu)化的乙烯精餾塔工況遷移
        4.3.1 工況遷移問題的動態(tài)優(yōu)化策略
        4.3.2 乙烯精餾塔工況遷移動態(tài)優(yōu)化求解
    4.4 本章小結(jié)
第5章 遷移控制策略的協(xié)調(diào)方案
    5.1 問題描述
    5.2 動態(tài)優(yōu)化結(jié)構(gòu)調(diào)整
        5.2.1 等效濾波器
        5.2.2 優(yōu)化模型描述
    5.3 乙烯精餾塔工況遷移動態(tài)優(yōu)化結(jié)構(gòu)調(diào)整
        5.3.1 固定濾波器參數(shù)的動態(tài)優(yōu)化
        5.3.2 可調(diào)濾波器參數(shù)的動態(tài)優(yōu)化
    5.4 本章小結(jié)
第6章 遷移控制策略的選擇判定
    6.1 控制策略選擇分析
    6.2 控制策略判定準(zhǔn)則
    6.3 乙烯精餾塔不同遷移過程控制策略選擇
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 研究內(nèi)容總結(jié)
    7.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3769236