化工过程模拟与优化论文

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1、研究生课程论文（2013-2014学年第一学期）化工过程模拟与优化研究生：程兴提交日期：2013年1月3日研究生签名：程兴学号201321002784学院机械与汽车工程学院课程编号课程名称化工过程模拟与优化学位类别工程硕士任课教师罗小平老师教师评语：成绩评定：分任课教师签名：年月曰化工过程模拟与优化摘要：本文从稳态模拟、分子模拟、流程模拟及单元过程模拟四个模拟层次上综述化工过程模拟技术的进展和发展趋势,并通过过程演变优化法及并行计算法对化工过程全流程优化策略作了系统的总结。关键词:化工过程；模拟与优

2、化；过程演变；并行计算Abstract：ThispapersummarizedtheprogressanddevelopmenttrendofchemicalprocesssimulationtechnologyfromthesteadystateSimulation,molecularsimulation,processsimulationandunitprocesssimulationfourSimulationlevels,andthensystcmaticallysummarizedopti

3、mizationstrategyofthewholechemicalprocessthroughprocessevolutionoptimizationmethodandparallelcomputingmethod.Keywords:ChemicalProcess;SimulationandOptimization;ProcessEvolution;ParallelComputing前s化工过程模拟技术是计算机化工应用中最基础、发展最为成熟的技术之一，化工过程模拟与实验研究的结合是当前最冇效和最廉

4、价的化工过程研究方法，它可以大大节约实验成本，加快新产品和新工艺的开发过程。化工过程模拟可以用于完成化工过程及设备的计算、设计、经济评价、操作模拟、寻优分析和故障诊断等多种任务。当前人们对化工流程模拟技术的进展、应用和发展趋势的关注与日俱增。1化工过程模拟技术进展与发展趋势1.1化工过程模拟技术进展1966年在美国出现了笫一个化工应用软件专业公司一一科学模拟公司(SimulationSciencesInc.简称S1MSC1).许多企业认识到化工过程数字模拟一旦取得成功，将会带来巨大的经济效益，因而支

5、持这方面的研究.五、六十年代的代表性软件是F・S(Kellogg)>PACER(Me.Master)>C.T.FS(TBMCo.)等.它们的特点是程序规模一般为几千行；只有有限的单元操作模型及物性数据口只能用于模拟，不能用于设计；使用者不能随意增加新的模块；用直接迭代法來实现再循环流的收敛.70年代的代表性软件是FLOWTRAN(MonsantoCo.)、PROCESS(STMSCT)>CHESS(MQTARD)等.它们的特点是：程序规模一般为几万行。有大型的物性数据库和较多的单元操作模块；用户可增

6、加新模块；可进行设计型计算；采用较高级循环流收敛法•从70年代起，流程模拟的可靠性不断捉高，应用范围也不断扩大，开始成为化学工程师的常规工具.美、英、力口、口等国几乎所有大学的化工系都开始开设有关化工过程流程模拟的课程，作为大学生必须接受的基本训练，并为教学需要编制了各种小型的流程模拟系统.这些系统被工业界买去加以改造，用于工业实际，使得商业化的化工模拟系统的规模日益扩大，功能不断增强.继S1MSC1Z后，ASPEN技术公司，凯姆谢尔公司和考徳公司在70年代末、80年代初先后成立，分别推出了ASPE

7、NPLUS>MICROCHESS等通用化工流程模拟系统,80年代的代表性软件是ASPEN(M.T.T)和新版PROcEss(sTMscT).它们的特点是：程序规模一般为几十万行以上；具有完善的大型数据库，能进行全面流程模拟与分析；可处理分析有气、液、固，非常规物料等不同类型物料流的流程:组份数、物料流股数及模块数无限制；功能包括稳态物、能流衡算、投资估算和参数优化等.1.2化工过程模拟技术发展趋势当前化工过程系统模拟不论在广度和深度方面均有了长足的进展•从分子模拟到大型过程系统的模拟工作十分活跃，世

8、界上有10多种杂志报导这方面的研究成果，每个月均有大约50篇以上的文章发表.当前发展的几个特点是：(1)安装机型由中、小型机扩展到微机，并可以在WINDOWS环境卜•运行.(2)增加可以满足实际应用的各种类型的热力学模型供选用.(3)对单-元操作及过程模型进行改进或提出新的数学模型与计算方法.(4)用于操作培训和用于设计的动态流程模拟技术蓬勃发展.(5)引人人工智能.(6)向计算机集成化过程系统(CIPS,Computerintegratedprocesssystem