淺談過(guò)程模擬優(yōu)化在化工工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

牟蘇嫣

摘 要：在國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系之中，化工行業(yè)扮演著重要角色，同時(shí)化工是國(guó)家基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，如今化工產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展，同時(shí)對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)作出了重大貢獻(xiàn)。隨著化工技術(shù)的不斷進(jìn)步，化工工藝設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中面對(duì)的化工過(guò)程越來(lái)越復(fù)雜，系統(tǒng)集成化越來(lái)越高。對(duì)化工工藝設(shè)計(jì)人員的計(jì)算能力要求也越來(lái)越高。過(guò)程模擬優(yōu)化提供了一套完整的工具和方法，能大大提升工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，值得在化工工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中得到推廣使用。本文簡(jiǎn)要介紹過(guò)程模擬優(yōu)化的概念，發(fā)展歷程以及在化工工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以供相關(guān)專業(yè)人士進(jìn)行參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：過(guò)程模擬優(yōu)化；化工工藝；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

在如今化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)要求相關(guān)工作人員加強(qiáng)過(guò)程模擬優(yōu)化廣泛應(yīng)用，通過(guò)過(guò)程模擬優(yōu)化進(jìn)而提高化工工藝設(shè)計(jì)水平及設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外，過(guò)程模擬優(yōu)化通常和計(jì)算機(jī)存在的密切的聯(lián)系。

1 過(guò)程模擬優(yōu)化概述

化工設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，過(guò)程模擬優(yōu)化簡(jiǎn)而言之就是通過(guò)采用性能相似或者是方便、經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)來(lái)取代復(fù)雜化的系統(tǒng)，同時(shí)在過(guò)程模擬優(yōu)化的過(guò)程當(dāng)中通常是憑借計(jì)算機(jī)軟件發(fā)揮重要的作用。其中，在化工設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中過(guò)程模擬優(yōu)化是不可忽視的核心環(huán)節(jié)，過(guò)程模擬優(yōu)化能夠有效地提高設(shè)計(jì)水平以及工作效率，還可以方便針對(duì)于多個(gè)方案進(jìn)行有效對(duì)比，對(duì)于提高工業(yè)設(shè)計(jì)水平及設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要的價(jià)值。工作人員在開(kāi)展化工生產(chǎn)工作過(guò)程當(dāng)中就需要針對(duì)單個(gè)化工工藝的變量進(jìn)行科學(xué)合理控制，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)要求工作人員設(shè)置合理順序，應(yīng)當(dāng)針對(duì)于單元過(guò)程進(jìn)行全方位控制，最后是應(yīng)當(dāng)針對(duì)于整體車間進(jìn)行控制。

在化工生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中，通常需要相關(guān)工作人員將十幾個(gè)環(huán)節(jié)操作根據(jù)特定程序進(jìn)行組合，同時(shí)將其反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行聯(lián)合，還要求工作人員針對(duì)于化工工藝整體過(guò)程進(jìn)行模擬，同時(shí)在模擬的過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題，還應(yīng)該采取有效的措施加以解決，進(jìn)而避免在化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生意外狀況，同時(shí)避免由此而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。由于在化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中本身工藝比較復(fù)雜，這就需要相關(guān)人士采取有效的措施針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行合理的模擬，尤其是在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)實(shí)現(xiàn)過(guò)程化模擬可以針對(duì)于在化學(xué)生產(chǎn)當(dāng)中的不可控因素進(jìn)行有效掌控，如外界環(huán)境、物料本身甚至還有很多能量變化轉(zhuǎn)換等等。所以，在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化工生產(chǎn)之前，要求相關(guān)工作人員事先對(duì)化工工藝的整體過(guò)程進(jìn)行一個(gè)全面模擬，通過(guò)這種模擬就能夠促使化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生可供借鑒和參考的數(shù)據(jù)，進(jìn)而有效地加強(qiáng)質(zhì)量控制。另外，在過(guò)程模擬優(yōu)化過(guò)程當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及分析工作，還應(yīng)當(dāng)對(duì)于化工生產(chǎn)之中諸多參數(shù)關(guān)系進(jìn)行全方位的分析，另外還要在此基礎(chǔ)上建立模型，只有這樣，才能夠促使數(shù)據(jù)資源可以實(shí)現(xiàn)良好轉(zhuǎn)換。

2 過(guò)程模擬優(yōu)化軟件的發(fā)展歷程

在開(kāi)展化工工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)過(guò)程模擬優(yōu)化技術(shù)運(yùn)用。在運(yùn)用過(guò)程模擬優(yōu)化技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)預(yù)先設(shè)定某一項(xiàng)參數(shù)。此外，在過(guò)程模擬優(yōu)化過(guò)程當(dāng)中，通常采取兩種數(shù)字模型，一種靜態(tài)化數(shù)學(xué)模型，主要是針對(duì)于化工路線工作進(jìn)行優(yōu)化及調(diào)試，還有一種模型動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，這種模型能夠針對(duì)于化工設(shè)計(jì)工作進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制。其中，過(guò)程模擬優(yōu)化軟件是美國(guó)最早開(kāi)始研發(fā)的，美國(guó)最早研發(fā)的過(guò)程模擬優(yōu)化軟件對(duì)化工生產(chǎn)產(chǎn)生了重大的影響，促使了化工產(chǎn)業(yè)以及化工工藝進(jìn)一步的發(fā)展和完善。

3 過(guò)程模擬優(yōu)化在化工工藝設(shè)計(jì)主要的作用

3.1 對(duì)化工工藝故障診斷。

開(kāi)展化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)過(guò)程模擬優(yōu)化軟件應(yīng)用，在實(shí)際的化工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，通常比較注重經(jīng)濟(jì)效益提升，如果是傳統(tǒng)方式之下，一般是需要加強(qiáng)化工工藝測(cè)試，但是需要很長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)需要投入大量成本，這樣難以提高企業(yè)利潤(rùn)及經(jīng)濟(jì)效益。但是在目前通過(guò)過(guò)程模擬優(yōu)化軟件的應(yīng)用就能夠有效地提高設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效率，不需要投入過(guò)多的資本以及時(shí)間，還可以實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)方案對(duì)比，進(jìn)而找出最優(yōu)的方案，一方面有效節(jié)約時(shí)間，另一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益以及企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 對(duì)化工工藝改造。

在開(kāi)展化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中通常會(huì)存在著多種設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案選擇過(guò)程當(dāng)中，就需要選擇出科學(xué)合理設(shè)計(jì)方案，通過(guò)采取過(guò)程模擬優(yōu)化軟件能夠通過(guò)有效快速準(zhǔn)確的計(jì)算進(jìn)而得出最優(yōu)方案，還可以針對(duì)于各單元工藝參數(shù)進(jìn)行全方位模擬運(yùn)行，模擬過(guò)程當(dāng)中還可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案當(dāng)中缺陷之處，還可以針對(duì)于不足之處進(jìn)行完善和改進(jìn)，進(jìn)而促使化工工藝設(shè)計(jì)水平得到提高。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，對(duì)于化工工藝提出了更高的要求，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于化工工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)化就需要加強(qiáng)過(guò)程模擬優(yōu)化軟件運(yùn)用，一方面可以節(jié)約時(shí)間成本以及資金投入，另一方面也會(huì)降低對(duì)于環(huán)境的危害，因此，在化工設(shè)計(jì)的過(guò)程之中值得大力推廣使用過(guò)程模擬優(yōu)化軟件的應(yīng)用。

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