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《三元非均相共沸物系分離過程的合成》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、天津大學碩士學位論文第一章文獻綜述1．1過程系統(tǒng)工程的概述第一章文獻綜述在能源緊張、原材料短缺和競爭日益激烈的情況下，以優(yōu)化操作單元為基礎的傳統(tǒng)化學工程思想已不能適應時代的要求。二十世紀60年代初，人們開始認識到操作單元優(yōu)化后的簡單組合并不等于過程系統(tǒng)的優(yōu)化，系統(tǒng)愈大，整體優(yōu)化的效果愈好。在解決操作單元的模擬、優(yōu)化、放大的方法問題之后，開始著眼于對整體工藝系統(tǒng)的模擬、優(yōu)化、設計、控制，實現整個裝置的最優(yōu)設計、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理。在這種背景下，過程系統(tǒng)工程便應運而生。過程系統(tǒng)工程(ProcessSystemsEngineering，PSE)是將系統(tǒng)工程學的理論
2、和方法應用于化工過程，這是一門涉及化學工程、系統(tǒng)工程、應用數學、過程控制理論等學科的交叉學科【l】。1998年美國權威專家編寫的“化學工程發(fā)展前沿”將之定義為：“過程系統(tǒng)工程是研究如何選擇優(yōu)化了的單元設備及其之間連接關系來組成一個化工過程系統(tǒng)，以便從給定的原料，以最小的總費用和最小的環(huán)境污染來安全地生產出一定要求的產品，并在操作運行中采取和保持最優(yōu)的操作條件。”過程系統(tǒng)工程的內容主要包括：過程模擬、過程綜合、過程參數的設定與控制以及過程優(yōu)化。過程系統(tǒng)工程不僅在化工、石油、石油化工、核工業(yè)和能源工業(yè)中獲得廣泛應用，而且向冶金、輕工、食品等連續(xù)加工過程的部門推廣
3、，有力地促進了這些部門生產技術的飛速發(fā)展。隨著計算機技術的進步和應用數學理論的發(fā)展，過程系統(tǒng)工程學科在理論、方法和內容方面也在不斷發(fā)展和完善。1．2過程綜合的研究過程綜合是過程系統(tǒng)工程的核心內容，也是系統(tǒng)設計的關鍵。它是指在給定系統(tǒng)輸入和輸出的前提下，選擇流程系統(tǒng)的組成單元及組合方式，以建立一個能夠滿足產品設計要求的過程網絡。過程綜合是一個復雜的多目標最優(yōu)組合問題，天津大學碩士學位論文第一章文獻綜述以往的設計中主要依靠設計師的經驗來進行[21。直至i?-x-十年代后期，Ruddl31才提出了過程綜合的具體概念，試圖將這個領域由經驗轉化為科學，他提出：過程綜合
4、指在一定的進出料條件以及相關工藝條件下，設計一個在一定意義上為最優(yōu)的過程系統(tǒng)。過程綜合的任務是設計一個最優(yōu)過程系統(tǒng)，過程系統(tǒng)可細分為若干類子系統(tǒng)，相應形成過程綜合的若干個研究方向f41。1)反應器網絡綜合2)反應路徑綜合3)換熱器網絡綜合4)分離過程綜合5)公用工程系統(tǒng)綜合6)全流程系統(tǒng)綜合1．2．1過程綜合的應用和過程優(yōu)化的必要性在化學、化工以及相關的行業(yè)中過程綜合的網狀結構到處可見，過程綜合不僅涉及眾多物質和操作單元，而且操作單元的組合具有一定的選擇性。操作單元以不同的方式組合會產生大量不同的流程結構，進而導致不同的生產效益。過程綜合的目的就是通過操作單
5、元的有效組合，找到一個既能滿足各種約束要求，又能得到最終產品的一個最優(yōu)的網狀結構。在生產過程的設計中，過程綜合是非常重要的一個步驟。在過程系統(tǒng)工程領域中，過程綜合(ProcessSynthesis，PS)是其核心內容，也是過程優(yōu)化設計中最具創(chuàng)新性的階段。過程綜合主要關心的是在給定的物料及過程要求的前提下，確定優(yōu)化的系統(tǒng)結構和過程參數，以最具經濟效益的方式生產出產品。隨著科技的進步和系統(tǒng)工程的發(fā)展，現代過程工業(yè)逐步實現綜合生產，生產裝置日趨大型化。二十世紀60年代初，人們開始認識到優(yōu)化后的操作單元的簡單組合并不等于過程系統(tǒng)的優(yōu)化，系統(tǒng)越大，整體優(yōu)化的效果越好。
6、在解決過程單元的模擬、優(yōu)化、放大的方法問題之后，開始著眼于整體工藝系統(tǒng)的模擬、優(yōu)化、設計、控制，對過程整體的優(yōu)化提出了更高的要求。天津大學碩士學位論文第一章文獻綜述1．2．2過程綜合的進展1968年，美國威斯康星大學Ruddt5】教授首先提出了系統(tǒng)綜合的理論和方法，過程綜合的研究進入了一個新的階段，1971年，Rudd等研制成功了AIDES過程綜合程序。隨后，過程綜合一直受到眾多學者的關注，相關的過程綜合方法的文章被陸續(xù)發(fā)表，目前己取得了不少的進展。早期的過程綜合研究分為兩類【61：一，針對已存在的流程，進行改進和優(yōu)化；二，對于不存在的流程，合成出一個性能較
7、好的流程。后來，兩類的研究逐步趨向一致，即在原料和產品都已明確的情況下，怎樣確定最優(yōu)的生產流程?？蒲腥藛T們經過多年實驗與研究，先后提出了一些過程綜合的方法，如直觀推測法、分支界限法、分解方法、調優(yōu)法以及超結構法，這些方法針對特定的化工過程都取得了滿意的結果，卻難以普遍應用到其它過程綜合中。下面針對過程綜合的幾個研究方向分別進行討論。1．2．2．1換熱器網絡綜合換熱器網絡綜合，即根據熱負荷要求確定出具有最小的設備(換熱器、加熱器和冷卻器)投資和操作費用的換熱器網絡。在化工生產過程中，一些物流需要加熱，而另一些物流則需要冷卻，人們希望合理地把這些物流匹配在一起，
8、充分利用熱物流去加熱冷物流，提高系統(tǒng)的熱回收，以便盡
