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题名乙炔加氢反应器二维非均相机理动态建模及分析
被引量：11
- 1
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作者
罗雄麟
刘建新
许锋
左信
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机构
中国石油大学自动化研究所
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第6期1454-1461,共8页
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文摘
乙炔加氢反应器具有非线性、慢时变的特点,当前用于预测控制的模型过于简化,使得对反应器长期运行的控制效果难以达到最佳,因此有必要建立精确的模型作为乙炔加氢反应器的实验室虚拟装置,研究更加有效的控制方法。通过机理分析的方法建立了乙炔加氢反应器严格的二维非均相动态数学模型,并且考虑了催化剂失活的问题。基于动态流程模拟软件gPROMS分析了重要模型参数对反应器稳态模拟的影响,为不同的装置选择参数提供了依据,并且针对本文模拟的实际对象提供了一组数据。模拟分析了催化剂失活对于系统长期运行的影响。对所建立的动态数学模型进行了动态模拟,结果基本反映了实际生产情况。将动态机理模型线性化,得到动态机理模型在不同操作点上的线性状态空间模型特征值,以此进行稳定性分析。动态模拟和稳定性分析的结果表明,在反应温度控制开环的条件下,所研究的反应器在大范围的操作点是稳定的。
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关键词
乙炔加氢反应器
非均相
动态模拟
参数分析
稳定性分析
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Keywords
acetylene hydrogenation reactor
heterogeneous
dynamic simulation
parameters analysis
stability
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分类号
TQ018
[化学工程]
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题名工艺调度对乙炔加氢反应器优化运行策略的影响分析
被引量：3
- 2
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作者
谢府命
许锋
罗雄麟
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机构
中国石油大学(北京)自动化系
海南大学信息与通信工程学院
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期2718-2726,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(21676295)。
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文摘
乙炔加氢反应器是乙烯工业中用于除去高浓度乙烯流中的少量乙炔的重要装置,该装置一般持续运行较长时间,期间反应器内催化剂活性逐渐降低,直至活性难以满足工艺要求。乙炔加氢反应器全周期操作优化一般是针对装置的一个再生周期进行的,在装置运行周期内应按照操作优化方案进行。但是,在实际工业过程中,为了满足临时的工艺调度需求,乙炔加氢反应器在按照操作优化方案运行一定时间后,需要在剩余的运行周期内临时改变操作方案,这给操作优化问题带来了更多变化和挑战。基于裕量估计和慢时变系统的控制优化框架,研究了这类在运行周期中临时改变操作优化方案的全周期动态优化问题。改变操作优化方案的方式包括:变更运行周期、追求经济效益最大化和变更优化目标、追求运行周期最大化。通过对这两种改变操作优化方案的分析,发现前者变更的运行周期越接近原定运行周期,全周期总经济效益越高,后者切换时刻越早,反应器能维持的运行周期越长,但二者的全周期经济效益均不及原操作优化方案,临时的工艺调度对乙炔加氢反应器的全周期优化运行总体上是不利的。
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关键词
过程系统工程
操作优化
全周期操作优化
乙炔加氢反应器
工艺调度
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Keywords
process systems engineering
operation optimization
full cycle operation optimization
acetylene hydrogenation reactor
process scheduling
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分类号
TQ021.8
[化学工程]
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题名乙炔加氢串联反应器全周期乙炔转化率最优分配研究
- 3
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作者
王峥
许锋
罗雄麟
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机构
中国石油大学(北京)信息科学与工程学院自动化系
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出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第10期4551-4564,共14页
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基金
国家自然科学基金项目(21676295)。
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文摘
在乙炔加氢反应器的实际生产运行过程中,乙炔加氢反应大部分在第一床层,加氢反应放出的大量热量使得床层内温度高于最佳反应温度范围,致使乙烯选择性降低,乙烯产量下降,而在进行全周期操作优化时并未考虑到此问题。因此,首先考虑温度对绿油累积的影响,修正了催化剂失活动力学方程;其次,为保证反应器各床层内温度都在最佳反应温度范围,从化学反应工程理论和实际生产过程中的安全性两个角度出发,给出两种反应器各床层乙炔转化率分配方案;最后,在常规全周期操作优化模型中添加乙炔转化率约束,建立全周期乙炔转化率分配操作优化模型,并对两种乙炔转化率分配方案进行全周期操作优化。优化结果表明,两种乙炔转化率分配方案操作优化的乙烯产量要远远高于常规操作优化,且乙炔转化率方案为33∶33∶33时,乙烯产量最高,而考虑实际生产过程中的安全性,乙炔转化率分配方案为43∶47∶10时具有更好的效果。
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关键词
过程系统
过程优化
乙炔加氢反应器
乙炔转化率分配
催化剂失活
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Keywords
process system
process optimization
acetylene hydrogenation reactor
acetylene conversion distribution
catalyst deactivation
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分类号
TQ021.8
[化学工程]
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题名慢时变化工过程裕量释放机制分析
被引量：1
- 4
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作者
谢府命
许锋
罗雄麟
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机构
中国石油大学(北京)自动化系
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S02期216-224,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(21676295)。
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文摘
化工过程普遍存在慢时变特性,在一个运行周期内慢时变参数的变化造成化工装置性能逐渐下降。为此,过程设计时需要按照慢时变参数可能的“最坏”影响对设计变量留出足够的设计裕量,在一个运行周期内通过操作逐渐释放,补偿慢时变参数的不利影响,且理想操作是保证到运行周期结束时化工装置性能恰好达到过程约束边界。本文对慢时变过程设计裕量的释放机制进行了分析,考虑含慢时变参数的全周期操作优化通用动态模型,通过最优控制的极小值原理求解该优化问题,建立了最优裕量释放轨迹和慢时变参数变化曲线之间的联系,从而证明最优裕量释放只与慢时变化工过程的运行周期有关。以乙炔加氢反应器为例验证了该裕量释放机制,对于慢时变化工过程,设定的运行周期越短,设计裕量释放越快,仅能获得较高的短期经济效益;反之,设定较长的运行周期,设计裕量缓慢释放,能获得更高的长期经济效益。
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关键词
过程系统
操作优化
设计裕量
慢时变系统
乙炔加氢反应器
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Keywords
process systems
operation optimization
design margin
slowly-time-varying process
acetylene hydrogenation reactor
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分类号
TQ021.8
[化学工程]
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