化工过程系统扩产解瓶颈软件(CPDB)的开发及应用 被引量：2

1

作者 范卫东 樊希山 +7 位作者 王世广 匡国柱 姚平经 马丹群 武洪文 何惠瑛 刘兴武 刘宪权 《化工进展》 EI CAS CSCD 1997年第6期50-52,共3页

本文在软件工程思想的指导下，以AspenPlus（9.1版）为基础，开发出一套化工过程系统扩产解瓶颈软件（CPDB），具有界面友好、智能性高、系统开放和功能齐全的优点。

关键词 扩产 CPDB 化工过程系统 分离系统

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基于分子动力学模拟的矿物基础油泡沫破裂性能研究 被引量：1

2

作者 周康 王建新 +4 位作者 于海 魏朝良 范丰奇 车昕昊 张磊 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1668-1678,共11页

润滑油中的泡沫会增加设备间的磨损,减少油品中的泡沫可以有效降低能源消耗。选用四种矿物型基础油的代表性烃类组分构建了泡沫液膜的分子模拟体系,通过分子动力学模拟分析了液膜破裂过程的微观机理,并计算了单组分及混合组分液膜的破... 润滑油中的泡沫会增加设备间的磨损,减少油品中的泡沫可以有效降低能源消耗。选用四种矿物型基础油的代表性烃类组分构建了泡沫液膜的分子模拟体系,通过分子动力学模拟分析了液膜破裂过程的微观机理,并计算了单组分及混合组分液膜的破裂时间作为液膜稳定性的评价指标。在此基础上,研究了基础油结构与添加剂、抗泡剂的加入对油基泡沫液膜破裂时间的影响。结果显示,在液膜破裂的过程中,初始孔洞的出现,会显著加快液膜破裂进程,在各基础油体系中加入添加剂、抗泡剂后,液膜破裂时间变化与扩散系数的变化一致,符合泡沫破裂的排液机理。提出的研究方法可从分子层面深入分析油基泡沫的稳定性及破裂机理,探索减少润滑油品泡沫的方法。 展开更多

关键词 矿物型基础油 泡沫 破裂时间 分子模拟 抗泡剂

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基于层次分析法优化天然气净化工艺 被引量：15

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作者 薛勇勇 刘阳 +2 位作者 刘琳琳 田硕 都健 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1298-1302,共5页

为了避免杂质腐蚀设备或因低温冻结而堵塞换热器,天然气在进入液化装置前需对其进行净化处理,即脱除天然气中的酸性气体(CO_2、H_2S)和水分。本文选用二乙醇胺(DEA)法脱除天然气中的酸性气体,用三甘醇(TEG)法脱除天然气中的水分,通过耦... 为了避免杂质腐蚀设备或因低温冻结而堵塞换热器,天然气在进入液化装置前需对其进行净化处理,即脱除天然气中的酸性气体(CO_2、H_2S)和水分。本文选用二乙醇胺(DEA)法脱除天然气中的酸性气体,用三甘醇(TEG)法脱除天然气中的水分,通过耦合DEA法和TEG法得到最终天然气净化工艺,且达到净化指标要求。但由于工程手册只能给出工艺参数的大概范围,尚无法得到最优的工艺方案,因此本文首先应用化工模拟软件HYSYS 8.4对天然气工艺过程进行模拟计算,然后在工艺参数推荐范围内设定9组推荐方案,引入系统评价方法中的层次分析法,并基于Matlab程序计算,对9组推荐方案进行多目标综合评价,最终确定最优的净化组合方案。本文可为天然气净化工艺和其他工艺方案的优选提供指导。 展开更多

关键词 天然气净化 DEA法脱酸 TEG法脱水 工艺优化 层次分析法

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基于大数据的玉米淀粉制果糖生产过程建模优化

4

作者 郭丽娟 徐晨阳 +7 位作者 张忠义 孟嘉琦 杨铭杨 董亚超 刘琳琳 庄钰 都健 张磊 《现代化工》 北大核心 2025年第7期249-253,259,共6页

传统玉米深加工工厂进行玉米淀粉制糖的工艺复杂,产生大量结构复杂的工业数据,且生产过程中受多种因素影响,导致产品质量波动大。为解决此问题,提出一种考虑数据不确定性构建代理模型并进行优化操作参数的方法。首先,利用实际工业生产... 传统玉米深加工工厂进行玉米淀粉制糖的工艺复杂,产生大量结构复杂的工业数据,且生产过程中受多种因素影响,导致产品质量波动大。为解决此问题,提出一种考虑数据不确定性构建代理模型并进行优化操作参数的方法。首先,利用实际工业生产的数据作为数据源,采用人工神经网络作为代理模型拟合输入输出数据,通过高斯考虑方差和置信区间分析数据的不确定性,最后以果糖含量最高为目标,分别采用遗传算法和粒子群优化算法对操作参数优化,结果对比表明,遗传算法优化得到的果糖含量较粒子群优化算法提高1.45%。提出的优化模型可用于辅助工业生产,从而提高产品质量。 展开更多

关键词 玉米淀粉 果糖 数据驱动 人工神经网络 遗传算法

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结合机器学习和强化学习的润滑油分子集生成方法 被引量：1

5

作者 周康 魏朝良 +4 位作者 汤仲平 王栋 车昕昊 王建新 张磊 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第3期804-816,共13页

基于从分子层面更理性化指导润滑油品改性实验、构建充分详实的基础油分子结构和物性数据库的目的,采用了一种结合机器学习和强化学习的润滑油矿物型基础油分子集生成方法,按个性化地生成满足目标结构或性质要求的理想分子集。通过利用... 基于从分子层面更理性化指导润滑油品改性实验、构建充分详实的基础油分子结构和物性数据库的目的,采用了一种结合机器学习和强化学习的润滑油矿物型基础油分子集生成方法,按个性化地生成满足目标结构或性质要求的理想分子集。通过利用随机森林模型快速预测分子物性和神经网络模型智能探索分子化学空间的双重优势,该方法能够在数小时内生成数千个满足设计要求的基础油分子,并且可同时考虑熔点、沸点、油品黏度、分子结构等多方面的设计需求,针对油品数据库构建时探究理想分子组成和辅助油品分子表征2种应用场景,分别通过以探究理想分子组成为目的的基础油分子生成和以辅助油品分子表征为目的的基础油分子生成2个案例来说明提出的技术路线的可行性和有效性。 展开更多

关键词 润滑油 基础油 分子数据库 机器学习 强化学习 随机森林

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非线性蒸汽动力系统参数优化新方法——改进遗传算法 被引量：9

6

作者 王克峰 修乃云 +2 位作者 匡国柱 姚平经 袁一 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期42-45,55,共5页

针对蒸汽动力系统参数优化的整数非线性规划问题（ＮＬＰ）提出一种改进的遗传算法。该算法对连续变量采用连续化遗传算子进行处理，使得算法与原问题的对应更加自然有效。针对常见的提前收敛或局部最小现象提出几种算子。实例表明本方... 针对蒸汽动力系统参数优化的整数非线性规划问题（ＮＬＰ）提出一种改进的遗传算法。该算法对连续变量采用连续化遗传算子进行处理，使得算法与原问题的对应更加自然有效。针对常见的提前收敛或局部最小现象提出几种算子。实例表明本方法能对蒸汽动力系统参数准确、迅速地进行优化。 展开更多

关键词 蒸汽 动力系统 改进遗传算法 最优化 化工厂

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考虑设施中断的弹性氢气供应链设计

7

作者 杨铭杨 刘琳琳 都健 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第3期480-490,共11页

在全球共同致力于降低碳排放,遏制气候变暖的行动下,氢气成为我国向低碳经济转型的关键能源载体。针对未来大宗氢气分配过程,建立了一个用于弹性氢气供应链设计的混合整数线性规划模型。该模型在保障正常和中断工况的氢气需求下,对氢气... 在全球共同致力于降低碳排放,遏制气候变暖的行动下,氢气成为我国向低碳经济转型的关键能源载体。针对未来大宗氢气分配过程,建立了一个用于弹性氢气供应链设计的混合整数线性规划模型。该模型在保障正常和中断工况的氢气需求下,对氢气供应链中各个环节(生产、存储和终端)的技术选择、设施规模、建设位置和分配方式等进行了战略决策。将该模型应用于京津冀地区的氢气供应链设计,设置不同算例对比其经济性和弹性指标。结果显示,所设计的弹性氢气供应链日费用仅增加4.53%,就可以将最大供应天数从5.6 d提高至10 d,表明该方法可以在提高供应链的弹性水平的同时保证经济性。本模型也可通过调整模型内置的参数为氢气供应链的规划与设计提供满足风险偏好的决策支持。 展开更多

关键词 氢气 供应链 混合整数线性规划 弹性 中断

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最小年度化费用换热网络综合的匹配规则研究 被引量：6

8

作者 李绍军 姚平经 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期59-64,共6页

本文在分析换热器投资费用的基础上，指出在进行换热网络综合时应以壳程数作为一个综合目标，并通过与公用工程费用的权衡得到最小年度化费用的换热网络，提出了基于最小壳程数的换热网络综合方法的匹配规则，指出为了获得最小壳程数，... 本文在分析换热器投资费用的基础上，指出在进行换热网络综合时应以壳程数作为一个综合目标，并通过与公用工程费用的权衡得到最小年度化费用的换热网络，提出了基于最小壳程数的换热网络综合方法的匹配规则，指出为了获得最小壳程数，冷热流股进行匹配的最大可能交叉程度以及流股间进行匹配的顺序，并提出了不可行匹配的基本准则，通过实例分析得到较好的效果。 展开更多

关键词 换热网络综合 匹配规则 换热器 投资费用

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大型复杂过程系统用能的诊断与调优 被引量：1

9

作者 李会泉 樊希山 +7 位作者 王世广 匡国柱 姚平经 马丹群 武洪文 何惠瑛 刘兴武 王浩 《化学工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期45-50,共6页

针对大型复杂过程系统用能的诊断与调优，发展了夹点分析（夹点技术）方法。提出采用虚拟温度法，确定各流股匹配换热的传热温差；将过程的夹点分析区分为操作型夹点计算与设计型夹点计算两个层次：操作型夹点计算用于过程用能的诊断；... 针对大型复杂过程系统用能的诊断与调优，发展了夹点分析（夹点技术）方法。提出采用虚拟温度法，确定各流股匹配换热的传热温差；将过程的夹点分析区分为操作型夹点计算与设计型夹点计算两个层次：操作型夹点计算用于过程用能的诊断；设计型夹点计算指导过程用能的调优。基于以上改进，开发了大型复杂过程系统用能诊断与调优策略，并应用于国内某厂乙烯装置的节能改造，可使该装置吨乙烯能耗降低４．１８７ＧＪ。应用表明本文提出的方法是指导大型复杂过程系统用能诊断与调优的有利工具。 展开更多

关键词 大型 复杂过程系统 夹点分析 降耗 节能 乙烯

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考虑压缩机分组级联布置的氢网络综合

10

作者 杨端康慧 周文晋 刘琳琳 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1102-1110,共9页

氢气是炼厂中的重要原料,采用氢网络综合的方法能够优化炼厂氢气分配以及其他相关设备的配置,在提高氢气利用率的同时降低能耗。在氢网络中压缩机费用占比较大,氢网络综合的一个重要优化目标是寻求合理的压缩机布置,节约相关费用。提出... 氢气是炼厂中的重要原料,采用氢网络综合的方法能够优化炼厂氢气分配以及其他相关设备的配置,在提高氢气利用率的同时降低能耗。在氢网络中压缩机费用占比较大,氢网络综合的一个重要优化目标是寻求合理的压缩机布置,节约相关费用。提出一个可同步优化氢气分配与级联压缩机布置的氢网络综合模型。该模型将压缩机划分为氢源压缩机、氢阱压缩机和流股压缩机三组,可以考虑共用以及串联压缩机的情况。此外,为了降低模型求解难度,提出合理的简化措施。案例分析表明考虑压缩机分组级联布置模型和简化模型的优化结果均明显优于常规模型,所需的压缩机数目降低,压缩机相关费用减少1.5%~2.1%,证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 氢网络 炼厂 压缩机 超结构 优化设计 系统工程

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基于分子动力学模拟的结构性产品配方设计方法

11

作者 齐妍 常昊 张磊 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4341-4351,共11页

传统配方产品设计通常是基于经验和大量的实验。计算机辅助分子设计(CAMD)将配方设计问题转化为确定与目标产品功能相匹配的化学物质及其分子组成的问题,显著提高设计效率和准确性。然而,对于结构性产品(如洗涤剂、牙膏等),其性能主要... 传统配方产品设计通常是基于经验和大量的实验。计算机辅助分子设计(CAMD)将配方设计问题转化为确定与目标产品功能相匹配的化学物质及其分子组成的问题,显著提高设计效率和准确性。然而,对于结构性产品(如洗涤剂、牙膏等),其性能主要由微观结构决定,且一些难以描述的性质(如泡沫性能)缺乏可量化的数据,导致定量构效关系(QSPR)模型的建立存在困难。针对这一问题,本文提出了一种结合分子动力学(MD)模拟与机器学习的计算机辅助配方设计方法。首先,利用分子动力学模拟研究配方产品中不同成分的微观行为及其形成的微观结构,揭示了成分间的相互作用机理。然后,从模拟结果中提取可量化的分子动力学描述符,结合贝叶斯神经网络构建QSPR模型,预测配方成分与产品性能之间的关系。最后,通过数学优化算法求解最优配方组成。本文以牙膏产品为例,设计了满足泡沫性能需求的配方。结果表明,该方法能够显著减少配方设计的搜索空间,提高设计效率和科学性,为配方设计指明了方向。未来,随着技术进步和市场需求的变化,计算机辅助设计方法将在化工领域发挥更加重要的作用。 展开更多

关键词 分子动力学模拟 计算机辅助分子设计 配方设计 表面活性剂 定量构效关系

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基于反应模板与分子动力学的胺基相变吸收剂分相预测方法

12

作者 陈建兵 常昊 +3 位作者 高明 邢兵 张磊 刘奇磊 《化工学报》 北大核心 2025年第5期2387-2396,共10页

碳捕集技术发展对于缓解全球变暖至关重要。胺基相变吸收剂凭借其解吸能耗小等优势,常用于化学吸收二氧化碳。然而,相变吸收剂配方成分复杂、分相机制不清、实验成本高昂,限制了新型高性能相变吸收剂的敏捷开发。对此,提出一种基于反应... 碳捕集技术发展对于缓解全球变暖至关重要。胺基相变吸收剂凭借其解吸能耗小等优势,常用于化学吸收二氧化碳。然而,相变吸收剂配方成分复杂、分相机制不清、实验成本高昂,限制了新型高性能相变吸收剂的敏捷开发。对此,提出一种基于反应模板与分子动力学的胺基相变吸收剂分相预测方法,通过构建反应模板,自动生成化学吸收产物,进而利用分子动力学方法与径向分布函数等指标,研究胺基相变吸收剂的分相机制并预测其分相行为。所提方法编译为一套可全自动化预测相变吸收剂分相行为的软件及可视化界面,并应用于七种不同相变吸收剂体系,分相行为预测结果均与实验结果吻合,且发现有机溶剂与水分子之间的氢键作用是影响相变吸收剂分相行为的关键因素。本文研究成果可从计算角度辅助预测胺基相变吸收剂的分相行为,有助于降低实验测试成本,加速新型高性能相变吸收剂的开发。 展开更多

关键词 二氧化碳捕集 有机胺 相变吸收剂 分子模拟 相平衡

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分离系统与换热网络同步优化方法的改进──神经元网络-遗传算法

13

作者 王克峰 尹洪超 +1 位作者 姚平经 袁一 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期294-299,共6页

采用神经元网络法和遗传算法，在过程系统用能一致性的基础上对分离系统与换热网络同步优化问题提出了改进的优化模型及优化策略。该方法不仅能够自动、迅速地同步得到分离序列与换热网络联合系统的流程结构与操作参数，而且具有获得全... 采用神经元网络法和遗传算法，在过程系统用能一致性的基础上对分离系统与换热网络同步优化问题提出了改进的优化模型及优化策略。该方法不仅能够自动、迅速地同步得到分离序列与换热网络联合系统的流程结构与操作参数，而且具有获得全局最优解的能力。最后通过实例说明本方法的有效性。 展开更多

关键词 分离系统 换热网络 同步优化 遗传算法 ANN

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乙酸乙酯/乙醇/水体系预分离萃取精馏工艺研究 被引量：7

14

作者 武庭宇 王超 +2 位作者 秦余涛 庄钰 都健 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4578-4586,共9页

在工业生产过程中经常遇到含有大量水的乙酸乙酯/乙醇/水三元共沸体系,萃取精馏是实现共沸物有效分离的常见手段。对于某一组分含量较大的三元共沸物的萃取精馏分离,预分离的引入能够显著提升过程经济性。针对含有大量水的乙酸乙酯/乙醇... 在工业生产过程中经常遇到含有大量水的乙酸乙酯/乙醇/水三元共沸体系,萃取精馏是实现共沸物有效分离的常见手段。对于某一组分含量较大的三元共沸物的萃取精馏分离,预分离的引入能够显著提升过程经济性。针对含有大量水的乙酸乙酯/乙醇/水三元共沸体系的分离,建立了常规三塔萃取精馏、含有预分离的四塔萃取精馏以及预分离塔与萃取剂回收塔耦合的三塔萃取精馏流程,并以年度总费用(TAC)最小为优化目标采用考虑惩罚函数的遗传算法对各流程进行经济优化以获得最优的操作参数和经济费用。经济优化结果表明,预分离塔与萃取剂回收塔耦合的三塔萃取精馏流程与常规的三塔萃取精馏流程相比,可节省27.1%的TAC与29.7%的能量消耗。同时,与含有预分离的四塔萃取精馏流程相比,预分离与萃取剂回收功能的耦合可降低9.9%的TAC与13.0%的能量消耗。 展开更多

关键词 废水 模拟 共沸物 萃取精馏 预分离 萃取剂回收

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集成NGL回收的新型天然气液化系统AP-X^(TM)的概念设计与模拟分析 被引量：5

15

作者 王少靖 刘琳琳 +2 位作者 张磊 都健 吴恺艺 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期508-515,共8页

为提高液化天然气能量集成与设备共用水平,提出了一种基于大型AP-X^(TM)液化流程,综合气体过冷技术(GSP)的集成NGL (天然气凝液)回收工艺的天然气液化系统的概念设计。基于化工流程模拟软件AspenHYSYS进行模拟和分析,将集成工艺多流股... 为提高液化天然气能量集成与设备共用水平,提出了一种基于大型AP-X^(TM)液化流程,综合气体过冷技术(GSP)的集成NGL (天然气凝液)回收工艺的天然气液化系统的概念设计。基于化工流程模拟软件AspenHYSYS进行模拟和分析,将集成工艺多流股换热器性能、全流程的单位功耗和乙烷回收率作为衡量系统性能的三项指标。模拟和分析的结果表明,集成NGL回收的AP-X^(TM)液化工艺单位功耗降低至0.45 kW·h·(kgLNG)-1,较单产系统能耗降低了6%,同时乙烷回收率达到93%,实现了NGL的高效分离。通过热力学分析、?分析和经济性分析得出本设计流程具有较高的性能和经济价值,可为天然气液化工艺的集成设计和技术改造提供指导借鉴。 展开更多

关键词 液化 制冷循环 烷烃 优化设计 模拟

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电厂和碳捕集装置同步集成与调度优化研究 被引量：6

16

作者 于雪菲 张帅 +1 位作者 刘琳琳 都健 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1447-1456,共10页

由于全球碳排放量持续增加所引发的环境问题日益严重,发展低碳技术迫在眉睫。在化石燃料发电厂的尾端加入碳捕集装置能够有效减少燃煤电厂的碳足迹,达成减排指标。然而,碳捕集装置的高设备成本以及运行所附带的效率惩罚和经济惩罚阻碍... 由于全球碳排放量持续增加所引发的环境问题日益严重,发展低碳技术迫在眉睫。在化石燃料发电厂的尾端加入碳捕集装置能够有效减少燃煤电厂的碳足迹,达成减排指标。然而,碳捕集装置的高设备成本以及运行所附带的效率惩罚和经济惩罚阻碍了其与电厂装置的集成与部署。为了在满足碳减排量的同时有效提高电厂和碳捕集装置的总体效益,建立了一个基于数学规划的系统优化设计与调度方法,将发电厂与一个增加烟气旁路和溶剂储罐的碳捕集装置进行集成,并在电厂蒸汽动力循环部分引入分级透平,旨在考虑电价波动的情况下,充分利用碳捕集装置的操作灵活性与蒸汽透平分级做功的优势,对集成系统进行调度优化。最后,通过算例验证了模型的可靠性与有效性,分析归纳了电厂与碳捕集装置协同调度的主要特性与规律。 展开更多

关键词 二氧化碳捕集 蒸汽动力循环 电厂 系统工程 优化

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功热交换网络综合的研究进展 被引量：1

17

作者 杨蕊 庄钰 +2 位作者 刘琳琳 张磊 都健 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2550-2558,共9页

功和热是化工工业中使用能源的两种最主要方式,由于流股压力、温度操作需要消耗大量的功热,因此研究功热的协同利用对于提高过程整体能源利用率具有重要的意义。本文首先概述了基于热力学分析的功热交换网络综合的研究情况,以系统[火用... 功和热是化工工业中使用能源的两种最主要方式,由于流股压力、温度操作需要消耗大量的功热,因此研究功热的协同利用对于提高过程整体能源利用率具有重要的意义。本文首先概述了基于热力学分析的功热交换网络综合的研究情况,以系统[火用]耗最小为目标探讨压缩机、膨胀机优化配置与换热网络用能瓶颈的耦合关系,揭示了功热协同利用的作用机制。然后系统地总结了以年度总费用最小为目标的数学规划模型综合功热交换网络的研究进展,探寻压力操作路径、流股功/热交换匹配、公用工程消耗量及设备投资之间的有效权衡;最后对后续研究进行展望,指出可进一步探究考虑流股冷热性质判定的功热交换网络同步综合、公用工程系统优化与功热交换网络同步设计的耦合等。 展开更多

关键词 功交换网络 换热网络 [火用]耗 热力学 经济 综合 优化

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基于分子表面电荷密度分布与机器学习的混合物设计方法研究

18

作者 毛海涛 王璐 +3 位作者 许志颖 解万翠 都健 张磊 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期282-292,共11页

由于混合物性能的可调控性,当前市场对其关注与日俱增。对于这类产品,基于模型的设计方法由于具有高效性以及普适性,相较于其他产品设计方法得到了更快的发展。但是对于很多性质,如气味、颜色等,准确且普适的模型尚不可得。因此,本文提... 由于混合物性能的可调控性,当前市场对其关注与日俱增。对于这类产品,基于模型的设计方法由于具有高效性以及普适性,相较于其他产品设计方法得到了更快的发展。但是对于很多性质,如气味、颜色等,准确且普适的模型尚不可得。因此,本文提出了一种基于分子表面电荷密度分布描述符(S描述符)和机器学习模型的混合物设计方法,采用描述符表征产品、再通过机器学习模型将其与性质关联,直接用于混合物产品设计。具体地,根据给定的产品性质需求,机器学习模型直接预测/设计混合物产品的S描述符;然后以欧几里德距离为指标,在给定的数据库中筛选出S描述符满足要求的候选混合物组成。最后,对候选混合物及其组分性质进行实验验证,完成设计。本文以香精的混合替代物设计作为算例,设计得到丙酸叶醇酯的两种混合香精替代物,通过实验对混合物进行了验证。结果表明,混合替代物的气味及其组分的各理化性质均与丙酸叶醇酯相近,证实本文所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 系统工程 产品设计 神经网络 分子表面电荷密度分布 混合物设计 香精

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基于代理模型的环氧乙烷制乙二醇工艺优化同步热集成

19

作者 王亚男 刘琳琳 +1 位作者 庄钰 都健 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期5234-5241,共8页

在当前国家“双碳”目标下,通过优化过程参数以减少化工过程能耗是节能减排的有效手段。环氧乙烷催化水合制乙二醇过程耗能高,优化其工艺参数以降低能耗是非常必要的,但由于生产流程复杂,单纯基于流程模拟很难实现多参数的同步最优化。... 在当前国家“双碳”目标下,通过优化过程参数以减少化工过程能耗是节能减排的有效手段。环氧乙烷催化水合制乙二醇过程耗能高,优化其工艺参数以降低能耗是非常必要的,但由于生产流程复杂,单纯基于流程模拟很难实现多参数的同步最优化。因此本文采用流程模拟生成数据-构建代理模型-同步优化热集成的思路解决该问题。对年产30万吨环氧乙烷制乙二醇工艺进行流程模拟,根据流程中所需公用工程位点确定代理模型输出变量,通过灵敏度分析进一步确定输入变量。由Sobol随机序列生成样本点并通过模拟得到基于机理模型的可靠数据,以数据驱动方式训练神经网络得到代理模型。最后,以总公用工程费用最小为目标,采用遗传算法与D-G模型组成的同步算法对代理模型进行优化,得到最优工艺参数,总公用工程费用较优化前降低4.89%,既证明了方法的有效性,又展示了其在解决复杂全流程同步优化热集成问题方面的应用前景。 展开更多

关键词 环氧乙烷 乙二醇 神经网络 遗传算法 D-G模型 代理模型 优化

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基于代理模型的碳捕集与电厂集成调度优化

20

作者 焦竞 刘琳琳 都健 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6059-6067,共9页

燃烧后碳捕集技术被认为是目前减少燃煤电厂碳排放最可行的技术之一。但化学法碳捕集装置能耗较高,占用发电负荷,需要将其与发电过程耦合调度,通过错峰捕集降低系统运行成本。本文将碳捕集过程与发电过程集成,通过引入烟气旁路和溶剂储... 燃烧后碳捕集技术被认为是目前减少燃煤电厂碳排放最可行的技术之一。但化学法碳捕集装置能耗较高,占用发电负荷,需要将其与发电过程耦合调度,通过错峰捕集降低系统运行成本。本文将碳捕集过程与发电过程集成,通过引入烟气旁路和溶剂储罐两种辅助设备,基于以小时为单位的动态电价和用电量,对耦合系统进行优化调度。针对因碳捕集过程机理模型复杂而无法与系统调度模型协同求解的难题,本文基于流程模拟和神经网络训练构建碳捕集过程代理模型,考虑电力市场和碳市场收益,以电厂日收益最大为优化目标,采用数学规划法优化设计调度方案。最后,以一个600MW的发电厂为算例,进行了系统的最优调度方案和碳捕集过程操作参数的优化。基于优化结果分析了电厂与碳捕集协同调度的规律特性,验证了集成方法的有效性,展示了其在优化碳捕集与电厂集成调度方面的应用前景。 展开更多

关键词 碳捕集 电厂 优化调度 代理模型 人工神经网络

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