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化工过程在线(模拟)优化就是当化工生产过程在外界条件变化以及各种干扰因素出现的情况下,为了保证过程系统在新的条件下运行于新的最佳状态,取得最佳的经济效益而对过程系统实行实时在线操作优化。化工过程模拟在线优化是化工过程从基本过程控制向计算机集成管理控制综合自动化转变的关键,是连接先进控制系统和管理决策系统的纽带。 七十年代以来,国外在化工过程模拟与在线优化研究方面投入了大量的人力和物力,开发了一批优秀的化工过程稳态流程模拟和在线优化软件,并成立了专门从事推广化工过程模拟和在线优化技术的公司。近年来这些软件公司纷纷进入中国市场并在国际上逐渐形成垄断,化工过程模拟和在线优化软件价格、特别是做在线优化工程的报价不断上升,这对我国化工和工业自动化事业的发展提出了严峻的挑战。本文就是在“九五”国家重点科技项目(攻关)计划“工业过程实时控制与优化商品化工程软件开发研究”的资助下,结合某厂乙苯工业生产装置,对化工生产过程的两类核心操作单元通用精馏塔和固定床反应器的在线模拟与优化技术开展研究,以便早日开发出能够大规模推广应用的化工过程在线优化商品化工程软件。 本文的主要研究成果有: ● 系统地介绍了化工过程模拟与在线优化技术,深入分析了化工过程的各种稳态流程模拟系统,着重讨论了化工过程在线优化工程的结构、内容和关键技术,指出实现化工过程的在线优化是充分挖掘企业的生产潜力、提高经济效益和社会效益的关键,开发我们自己的化工过程商品化在线优化软件是工业过程自动化发展的必然趋势和当务之急; ● 提出了基于局部物性模型的开放式方程建模是解决化工过程在线优化问题的最佳模型化方法,局部物性模型是提高开放式方程模型求解效率的有效手段。开发了基于局部物性模型、具有塔板效率修正机制的通用精馏塔开放式在线稳态模型。通过对某厂乙苯产品塔的应用研究,结果表明该模型能很好拟合现场的生产数据,克服采用理论塔板