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反应与精馏强化过程的自动控制与性能优化技术
1.项目背景 化学反应器与精馏装置是石化生产过程中使用最为广泛的设备,也是最主要的耗能单元,反应器与精馏塔运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。反应与分离强化过程通常由多个单元耦合联接而成,其不仅涉及反应与分离能力的协同机制、多单元组合与系统整体运行效能的关系,而且强化过程具有强非线性、大滞后和多变量耦合特性,以及经济、环境与安全等不确定性因素的干扰,都对强化过程的平稳操作、协同调控与分级优化带来诸多的挑战。 采用反应与精馏强化技术,通过传质与传热的强化、物质流与能量流相互耦合,使强化过程具有大幅度提高反应转化率或选择性,降低生产能耗和污染物排放等优越性。然而这种集成优势只有在反应能力与分离能力动态协同作用条件下才能被充分发挥,而且强化过程具有多稳态、强非线性和多变量强耦合特性,这些都对强化过程的自动控制与优化理论提出了新的挑战。 采用传统控制模式,当系统受到干扰时,很容易引起反应与分离能力动态失调和工况发生大范围波动与偏移,造成产品质量不合格和能耗增加等控制难题。因此,在传统控制模式的基础上,探索反应与精馏强化过程的动态协同调控方法与动态优化理论,对解决集成装置的平稳操作与自动控制难题,切实提高系统运行品质,有效降低装置生产能耗和污染物排放方面具有重要意义 2.项目技术原理 南京工业大学绿色化工研究所,经过多年研究发明了不同工况反应与蒸馏集成技术,可根据不同体系的特殊要求,实现不同工况反应与精馏的最佳匹配,解决了反应与蒸馏操作条件必须一致等问题。本项目在对强化过程机理模型、经济稳态优化和动态特性分析的前期研究基础上,研究反应能力与精馏能力的动态协同调控新方法和强化过程的分级优化理论,提出反应与精馏强化过程一体化设计思想,对传统多单元生产过程具有很好的借鉴作用。项目针对反应与精馏过程自动控制系统设计与性能优化调节方面主要开展以下技术: (1)反应与精馏强化过程多变量自动控制方案的设计与性能分析 在对反应与精馏过程机理建模、经济稳态优化设计和动态特性分析基础上,采用稳态增益矩阵和奇异值分析方法,合理选择过程被控变量和操作变量配对模式,运用传统控制策略设计反应精馏强化过程多变量自动控制方案,采用ASPEN PLUS流程模拟软件和ASPEN DYNAMIC模块进行控制方案的动态模拟测试,并根据实际工艺扰动情况,通过在动态流程模拟系统上分别加入不同幅度和方向的多种扰动和改变系统设定值,评价传统控制模式闭环系统性能,在此基础上,改进自动控制方案设计,确保设计的自动控制方案在实际应用中能够维持平稳有效运行。 (2)生产负荷自动调节和优化技术原理 反应与精馏过程的生产负荷经常随着市场需求的变化进行调整,负荷的变化将可能引起系统工况的波动,产品质量下降,能耗增加等问题,甚至造成系统不稳定而被迫停机。本项目采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制与传统控制相融合方法,实现反应与分离能力动态协同调控;本项目在多变量基础控制系统上,在关键控制回路增加设定值智能调节模块和多变量协调预测控制模块,分别采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制(Error tolerant DMC)与传统控制相融合方法,实现反应能力与分离能力动态协同调控,使系统获得了良好的跟踪性能和鲁棒性。解决传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调,导致产品质量不合格、能耗和污染物排放增加等控制问题。在多变量协调预测控制模块设计中,对于反应器出口成分和产品质量等不可在线测量的关键变量,采用机理模型和经验模型建立产品成分软测量模型,实现对产品成分、反应转化率等不可测被控变量的在线估计。 (3)反应与精馏强化过程的系统性能优化技术 在经济稳态优化设计前期研究基础上,开展多目标多约束动态优化与多变量跟踪控制相结合的分级优化理论研究。在上层多目标多约束的动态优化设计中,是以能耗和操作成本最小为优化目标,以质量、尾气/废液排放和过程动态模型等为约束条件,采用多目标优化算法对强化过程的关键操作参数进行动态优化计算,给出工况最优调节方案。根据多目标动态优化给出的关键参数设定值最优调节方案,采用设定值多步长滚动优化给出多变量预测控制的参考轨迹,通过多变量协调预测控制和基础控制回路的跟踪调节,使系统输出快速跟踪设定值的最佳操作值,实现工况优化与平滑调节,确保系统维持高品质运行特性,从源头降低工况大范围波动和事故发生的概率。 3.关键技术路线 项目针对反应与精馏过程,融合了化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术,采取理论研究、模拟实验和工业应用相结合的技术路线,如下图所示。项目分别开展反应精馏过程的多变量基础控制系统设计、反应与分离能力动态协同调控新方法、强化过程分级优化理论研究,并将项目成果融合,开展不同工况反应与精馏强化过程的一体化工程设计,研制一套流程模拟综合实验平台,进行模拟验证和工程应用研究。 4.项目技术特色和创新性 (1)针对反应与精馏强化过程,在传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调和工况偏移,导致集成优势难以充分发挥工程问题,项目提出将设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制、多目标多约束动态优化与传统基础控制相融合的动态协同调控新方法与分级优化理论,在反应与分离动态协同作用下实现工况的优化与平滑调节,确保系统维持高品质运行特性。 (2)项目沿着学科交叉与融合方向,将化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术相结合,提出不同工况反应与精馏强化过程流程模拟、控制系统设计与集成优化理论相结合的一体化工程设计思想,并在常压反应与减压精馏集成的甲苯氯化反应精馏工业装置上进行工程应用研究,解决装置自动控制与平稳操作等实际控制问题,发挥强化过程高转化率/高选择性、低能耗的集成优势。
南京工业大学 2021-01-12
一种可有效降阻的在线自激式自稳定管式换热器清垢及强化换热技术
针对火电机组汽轮机组凝汽器管式换热器、管式空预器易结垢与积灰、换热 端差大,清洗较困难,且运行成本高等问题,提出并设计了一种以带平衡孔的旋 流叶片为核心的清垢、清灰及强化换热装置,其能依靠循环水、烟气的流动实现 旋流叶片自激旋转,强化扰流,实现在线自动清垢清灰及强化换热,且在平衡孔 的作用下,能防止旋流片的偏斜而实现自平衡稳定。应用本方法与装置应用本方 法与装置于火电机组凝汽器,端差可降低为1~3C,应用于火电机组管式烟气换 热器,可提高热力发电厂热效率该装置还可广泛应用于电力、化工、制 药、印染等表面式换热过程,节能减排效果显著。
重庆大学 2021-04-11
CAN通讯控制器显示器远程调试终端-------PKCAN-WIFI
PKCAN-WIFI是由英晖科技独立自主开发的CAN无线应用工具,主要为快速提高CAN总线的无线应用能力。 PKCAN-WIFI可用于Codesys源程序的无线下载联机、远程调试、故障诊断、CAN总线数据在线监控、透传收发、数据采集、数据分析、远程控制等各种CAN总线通讯的场景。 PKCAN-WIFI以其强大的功能和超高的性价比,将会成为CNA无线应用领域的明星产品。 技术参数 供电电压 9-36VDC 最大功耗 2.4W(24V/0.1A) 操作系统 32位 Linux5.1操作系统 WIFI WIFI6支持Station/SoftAP 模式 支持局域网和远程模式 CAN 内置无线PEAK 内置无线KVASER 内置Codesys2.3无线网关 内置Codesys3.5无线网关 工作温度 -20...80℃ 防护等级 IP65 外形尺寸 93×57×28mm 重量 0.2kg 自研Super IT专用软件 兼容PCAN-View软件   兼容CANmoon软件 兼容Kvaser CanKing软件
上海英晖科技有限公司 2026-03-18
电铃控制仪
产品详细介绍 本仪是我公司SPC机系列产品之一,适用于各机关、团体、学校、企事业单位需要按时间控制用电设备和定时响铃的地方,它具有停电记忆、走时不乱,时间精度高,编程简便等特点。本SPC系列仪器系国家级新产品,经国家鉴定本系列仪器是目前技术、性能处于国内领先地位的先进产品。本系列产品曾在国际科技与和平周活动中获“中国科技之光进步奖”和“爱迪生”发明金奖。又被国家贸易部评为质量信得过产品。天安门广场国旗自动升降及国歌自动播放设备中采用本系列产品。 一、功能和特点: 1、本仪器可在每天二十四小时中的任意时、分自动开关用电设备或控制响铃。 2、用户可方便地洗、编、检查、修改程序(作息时间表)。 3、编定时间程序后,电脑无需电池可保证停电十年记忆不乱。 4、仪器机内装有可充电电池,在停电五天内,能维持电子钟继续走时(但不显示)。 5、调钟可快进、慢进、倒退。 6、电铃铃声有三种,上课:十短声、下课:一长声:预备:六组两短声。 7、本仪采用发光数码管显示时间,清晰、美观且耐久。
龙岩智电厂 2021-08-23
控制单元
RapidECU是一系列产品级快速原型控制器,可以在电控系统的开发过程中替代产品控制器硬件,通过自动代码生成技术,将建模与仿真阶段所形成的控制算法模型下载到快速原型控制器硬件中,并连接实际被控对象,进行控制算法的硬件在环仿真验证和实物验证,并在开发阶段早期实现标定。
北京九州华海科技有限公司 2022-03-01
门禁智能控制
可实现门禁的智能化控制,支持通过PC端、手机端进行远程操作控制。1. 课表控制:根据系统内已有的课表,结合师生身份信息实现门禁的自动控制,从而达到无人值守的目的;2. 开放预约控制:根据已有的开放预约信息,结合人员的身份认证情况,实现门禁的自动控制;3. 策略控制:用户可自定义门禁的定时控制策略,系统根据预设策略对门禁进行自动控制;4. 远程控制:在用户权限允许的情况下,可通过PC机或手机APP实现对门禁的远程状态查看及控制;5. 联动控制:可结合消防预警/报警信息、安全学习考试结果、安全巡查结果、安全隐患整改结果等数据与门禁系统的管理进行联动;(如有)
重庆步航科技有限公司 2022-09-08
大功率高稳定加速器励磁用开关电源
高校科技成果尽在科转云
西安交通大学 2021-04-10
我国重大工程项目建设社会稳定风险预警机制研究
本书共四章,包括:我国重大工程项目建设社会稳定风险预警管理现状;我国重大工程建设项目社会稳定风险预警制度的理论基础;我国重大工程项目建设社会稳定风险预警系统构建;我国重大工程建设项目社会稳定风险预警责任.
南京审计大学 2021-04-28
二氧化氯稳定性溶液消毒杀生剂
二氧化氯(ClO₂)是一种黄绿色强氧化性气体,高浓度时为橙黄色,其稳定性溶液是国际公认的广谱、高效、安全、无有害残留绿色消杀剂,能杀死病毒、细菌、原生生物、藻类、真菌和各种孢子及孢子形成的菌体,且消杀过程中不与有机物发生氯代反应产生“三致”(致癌、致畸、致突变)作用。 由南京工业大学化学与分子工程学院陈国松教授团队开发的二氧化氯稳定性溶液消毒杀生剂具有刺激性低,有效使用浓度较低,且低浓度时对人体的影响可以忽略,对皮肤亦无致敏作用,适用的pH范围宽广,酸性和碱性条件下均能保持较高的消杀能力等特点。该消毒杀生剂可适合于水体消毒杀菌,对病毒等微生物有较强的吸附能力,能快速抑制微生物蛋白质的合成与复制,对可能受到新冠病毒污染的水体消杀能力优于84等其他消毒剂,可在此次疫情防控中发挥显著作用。 
南京工业大学 2021-04-10
利用超高压处理提高胶原热稳定性能的方法
其他成果/n一种利用超高压处理提高胶原热稳定性能的方法,该方法包括以下步骤:1)用醋酸水溶液溶解天然胶原得胶原溶液;2)将胶原溶液置于软性包装材料中进行抽真空密封包装;3)将密封包装的软性包装材料置于超高压容器中,进行超高压处理;4)取出胶原溶液,冷冻干燥即得热稳定性能得以改善的胶原产品。本发明通过超高压物理处理方法,有效改善了胶原分子的热稳定性能。与现有的化学改性和化学交联等方法相比,具有不改变胶原分子基本结构组成、不引入新的化学成分、胶原独特的生物活性和生物安全性不发生改变、处理手段简便易行等优点。
武汉轻工大学 2021-04-11
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