文档介绍：第2章化工过程模拟及相关高新技术 1课程内容 化工过程模拟 化工过程先进控制 化工过程模实时优化 四项高新技术之间的关系和效益 2 化工过程动态模拟二、动态模拟的主要功能和应用领域一、概述三、国外动态模拟的发展四、稳态模拟与动态模拟的异同 3 1、引起化工过程动态变化的因素: 一、概述(1) 计划内的变更: 如原料的批次,计划内的高负荷或减负荷, 设备的定期切换等(2) 事物本身的不稳定性: 如同一批次原料质量的差异与波动, 催化剂活性的降低。(3) 意外事故,设备故障,人为的误操作等; (4) 装置的开停车。原有稳态与平衡破坏,系统向着新的平衡发展。 4 2、动态变化中最为关心的问题: (1)波动对整个系统产生多大的影响?产品质量与产量有多大波动? (2)有无发生危险的可能?可能会导致哪些危害,危害程度如何? (3)一旦产生波动或事故,应当如何处理、调整?最恰当的措施、步骤? (4)干扰波动的持续时间多长?克服之使之恢复正常又需多久? (5)开停车的最佳策略。 5 二、动态模拟的主要功能和应用领域(一)动态特性研究 1、内容: 研究过程参数随时间变化的规律,从而得到有关过程的正确的设计方案或操作步骤。 2、作用: 应用动态模拟可以更全面、正确的认识一个化工过程,预测某一个波动或干扰发生时系统会发生怎样的变化。 3、例子: 在固定床,催化剂条件下的甲烷化反应,进料为 50% 的合成气和 50% 的水蒸气。 6 1206 1250 7 (二)开停车指导 1、开停车的重要性大型石化装置,每开停车一次损失为几十万甚至几百万元。 2、动态模拟对开停车的重要指导作用: (1)缩短开停车时间,尽快达到稳定操作状态或安全停车; (2)降低物耗、能耗,减少开停车损耗; (3)避免可能产生的误操作或事故; (4)减少不合格产品; (5)保证开停车过程顺利进行; (6)取得最佳经济效益。 8 (三)动态仿真操作工培训系统(四)先进控制系统的设计工具?建立动态仿真系统是动态模拟的重要用途; ?动态仿真系统既有稳态又有波动干扰引起的变化; ?先进控制:起源于 20世纪 70年; ?过程控制技术: 20 世纪 90年; ?过程控制技术必要条件:过程的动态特性 9 三、国外动态模拟的发展? 20世纪 70年代初期: 动态研究报道,丁二烯抽提装置开车。专业型? 80年代:通用型商品化的动态模拟软件;美国的普度大学的 BOSS ;英国剑桥的 QUASLIN 。? 90年代中期: 加拿大 Hyprotech 公司推出动态模拟软件 HYSIS ,同时兼具稳态模拟和动态模拟的功能。?模拟软件推出的基础: 机理模型 10