流程模拟技术概述PPT参考课件.ppt

1、2020年6月16日星期二，1，化工过程模拟技术概述，华宜(集团)工程2011年3月，化学模拟优化技术开发是在历史背景下构建的，包括化学产业的发展，人类对化学过程的认识深入，计算机技术的迅速发展。从近代开始，化学工业向一体化方向发展，工艺结构越来越复杂，设备规模越来越大，化学工业的资源不足、环境污染等问题变得越来越重要。与此同时，对化工过程的认识也进一步加深，1915年美国A.DLittle首次提出的单元操作的概念在20世纪50年代诞生了传递公平理论，从而产生了化工公平系统工程。自1965年以来，随着大型电子计算机的出现，计算方法迅速发展。所有这些为现代化工过程模拟优化技术的发展奠定了坚实的基

2、础。2，化学过程模拟系统开始于上世纪下半叶，其象征性事件是化学过程模拟软件的出现和开发。化学过程模拟软件是计算机上由化学工程、化学热力学、系统工程、应用数学统计、计算方法和计算机技术等多个领域的理论实施的综合模拟系统。20世纪60年代，美国HOUSTON大学开发了用fortran语言编写的计算机工程仿真系统(chess)系统，该系统总共有16个单元操作模块，98个项目的物理数据。20世纪60年代末，美国Monsanto开发了Flowtran(FlowsheetTranslator)系统，该系统用Flowtran语言编写，总共有30个单元操作模块，180个项目的物理数据。1976-1981年，美

3、国麻省理工学院化学系开发了以FORTRAN语言编写的高级系统处理(asen)系统，具有36个单位操作模块，500种气液材料的质量属性数据、模拟计算、优化和成本1988年，美国Simsci模拟公司开发了pro/ii，对PROCESS进行了重大改进。20世纪90年代中后期，加拿大Hyprotech使用下一代面向对象的编程工具c语言在Windows环境中开发了完全交互式的HYSYS软件，2002年7月，Hyprotech与ascentech公司合并，HYSYS成为ascentech公司的产品。3，中国的化学过程模拟系统开发起步较晚，但通过引进软件、硬件等来缩小差距，应用程序目前正在接近国际水平，但软

4、件系统的研究开发仍与国外相比有很大差距，国内几乎没有普遍的化学过程模拟软件，但80年代以后开发了特定水平的专用化学专家系统。据调查，自7，80年代以来，化学过程模拟系统进入了快速普及和普及期。另一方面，由于化学模拟理论和技术开发，软件和计算机辅助工具的开发，即研究工具的发展，工程师更容易掌握和使用它们，对各种技术方案的研究也更容易。近年来，人工神经网络技术广泛应用于复杂化学系统的建模、优化，具有比传统经验建模系统更强的过滤功能、庞大的并行处理功能、良好的适应性、强大的模式识别功能等多种独特特性，取得了显着的效果。4、4、AspenPlus是自发布以来20多年来不断改进、改进和扩展的asen工程

5、套件的第一个产品，已发布了10多个版本，成为全球公认的大型流程模拟标准软件。全球主要化学、石化和炼油等流程工业制造企业和著名工程公司都是AspenPlus的用户。此外，基于AspenPlus严格的机制模型，Aspene engineering suite(AES)(一种不同用途和不同级别的软件产品)已逐步发展。aspen plus软件是目前使用最广泛的国际共性化学过程模拟软件，广泛应用于科学研究、生产和工程。该软件的主要特点是顺序方程和联立方程的模拟方法、最快的速度和最高的可靠性、巨大的纯成分和混合物的数据库。主要功能包括数据回归和数据拟合、物理分析、敏感度分析、设计和检查以及多变量优化。5、

6、使用此软件，您可以：(1)计算设计基础数据，例如材料平衡、热平衡、热负荷、流速、组成和物理特性；(2)设备单元主要工艺参数和冷换设备会计和托盘液压估算；(3)工艺合成和工艺包装开发；(4)原料和加工路线的筛选和评价；(5)工艺参数优化消除装置“瓶颈”；(6)优化设备运行、扩展和节能；(7)分析参数重要性，提供总过程的优化LP模型参数和“影子价格”等参数；(8)运行参数的灵敏度分析；(9)自动限制程序、DCS或APC的建模标准；(10)利用动态仿真功能，分析控制参数(如自动控制和开、停程序和火炬排放系统设计)的动态特性。6，2020年6月16日星期二，7，内容，概论流程系统工程的基本概念流程系统

7、工程中包含的内容流程系统工程研究方法稳态模拟基本知识，2020年6月16日星期二，8，概论，60年代流程系统工程创建和开发的理论准备期间70年代流程系统工程是实用期间80年代流程系统工程流程系统工程的基本内容是根据流程系统的总体目标确定计划、设计、运行和控制的最佳策略的系统内部组件的特性和相互关系确定的。2020年6月16日星期二，10，研究与开发，市场调查，设备设计，设备制造，建设项目，调试，运营运营，工艺设计，外协加工，检验，经营，控制，环境变化， 流程系统(即将请求)、输入、输出、流程系统集成图、2020年6月16日星期二，14、流程系统优化、流程系统优化或系统优化可分为参数优化和结构优

8、化参数。 在确定的系统进程中优化其操作参数。结构优化：通过更改流程系统中设备类型或设备之间的连接，优化流程系统。2020年6月16日星期二，15，流程系统设计，流程系统设计原则上的流程系统集成和流程系统分析替换流程的全部。流程系统集成、分析和优化，2020年6月16日星期二，16，流程系统，经济评价，集成，参数优化，需求，计算设备大小，成本，结构优化，最终流程系统，热材料平衡计算，2020年6月16日星期二，18，包含概念、变量、规则、逻辑关系、数学表达式、图形、表等整体系统说明的进程系统模型。2020年6月16日星期二，19，数学模型的类型和建立，分为建模方法：机构模型和经验模型是否根据建模

9、考虑时间：动态模型和稳态模型是否根据建模考虑空间：集中式参数模型和分布式参数模型根据过程区分特征：确定模型和随机模型的数学模型的过程称为建模，模型的最基本要求，数学模型和正在研究的过程系统的客观性。，2020年6月16日星期二，20，流程系统模型构建和表示，流程单元模型流程系统结构流程系统结构流程系统结构表示：直接图表示，矩阵表示，2020年6月16日星期二，21，稳态模拟的基本原理，数学模型的基本类型和主要形式的稳态模拟中研究的问题的基本类型稳态模拟的基本方法稳态模拟软件2020年6月16日星期二，22，数学模型的基本类型，集中式参数模型和分布参数模型确定模型和概率模型机制模型和经验模型，2

10、020年6月16日星期二，23，稳态模拟中研究的基本问题，标准型问题设计问题优化问题，2020年6月16日星期二，24 输入流矢量，输出流矢量，设计问题，控制模块，控制模块，设备参数矢量，所需的输出矢量特性，2020年6月16日星期二，26，流程模拟模型，给定输入，物理特性，优化问题，经济投资成本数据、收益、流程模拟的一般阶段、2020年6月16日星期二、28、正常状态模拟的基本方法、连续模块法(SM)联立方程法(EO)最佳联立模块仿真系统开发人员结构特征ASCEND美国Carnegie-Mellon联合方程模拟和优化ASPENPLUS美国ASPEN公司顺序模块方法模拟和优化CAPES日本顺序

11、模块方法优化成本CHESS美国华盛顿大学CONCEPTIII英国CAD中心顺序模块方法交互方式DESIGN2000美国Che MShare 顺序模块化交互方式，2020年6月16日星期二，30，流程模拟系统软件，模拟系统开发人员结构特征HYSIM加拿大HYPROTECHCo。 顺序模块化交互方式PRO/II美国Simulation公司顺序模块方式布局和交互QUASLIN英国CAD中心联合方程模拟和优化SIMMOD美国Illinois大学顺序模块联合模块方法模拟和优化SPEEDUP英国Imperial大学Pascal编程SYMBOL英国Cambridge大学联合方程线性化方法ECSS青岛化学大学顺序2020年6月16日星期二，31，流程模拟系统的基本结构，计算方法库，单位模块库，物理数据库，热力学属性库，输入，输出，管理系统执行程序，解决方案，优化，经济分析， 根据模拟计算过程和要求，提供程序所需的各种物理数据，用户可以输入自己的数据并将其转换为模拟系统所需的形式。如果化合物的物理特性不足，向用户提供物理估计模型，如果用户有实