化工系统工程论文
化工系统工程
Ｎ ／ ｎ Ｚ Ｏ２ 化低 温 乙醇 水蒸气 重整 制氢 ＝Ｈｙ ｏ ｅ ｒ． ｉＺ Ｏ—ｒ 催 ｒ ｄ ｇ ｎ ｐｏ
ｄ ｃ ｏ ｏ ｓ ａ ｒｆｒ ｎ ｆ ｔａｏ ｖｒ ／ ｎ —ｒ ａ － ｕ ｔ ｎｆ ｍ ｅｍ． ｏｍｉｇｏ ｈ ｌ ｅ Ｚ Ｏ ＺＯ２ ｔ ｉ ｒ ｔ ｅ ｅ ｎ ｏ Ｎｉ ｃａ
３０ 时 乙 醇 转化 率达 １０ ， ５ ℃ 氢 气 选 择 性 接 近 ９ ％： Ｐ ５℃ ０％ ４０ ０ Ｔ Ｏ
为 了减 少离 子液体 用量 及解 决催化 剂分 离 问题 ， 文采 用溶 该 胶． 凝胶法制备 出一种硅胶 固载 Ｂ ￣ ｓ ｄ酸性 离子液体催化 剂 ｒ ｎｔ ｅ ｆＨ ｍ］ ｓ ／ｉｃ ｅ ｗ（Ｈ ｍ］ Ｓ ＝６ ％｝ ［ ｍｉ Ｔ Ｏ ｓｉａ ｌ ［ ｍｉ Ｔ Ｏ） ２ ，用 ＤＲ Ｉ Ｓ ｌ ｇ ＦＴ 、 ￣ｒ ａ ｎ 、Ｂ Ｔ对其进行 了表征 ，结果表 明，离子液体 已较好 Ｒ ｍａ Ｅ 地固载于硅胶 上，催化 剂比表 面积为 ５ ． ２ｇ １１ ｍ ／ ．将其 应用于 ５ 催化合成醋酸丁酯反应 ， 较佳 反应 条件 为： ５ ，丁醇） ，（ ９ ℃， （ ｚ ：ｚ醋 酸） ． ，离子液体用量为反应物 总质 量的 ５６ ＝１ ２：Ｉ ．％，反应 时 间６ ， 酯化率可达 ９ ％． 与单纯离子液 体 ［ ｍｉ Ｔ Ｏ催化 效 ｈ ４ Ｈ ｍ］ ｓ 果相 比，离子液体质 量减少 ７ ％，酯化 率提 高了 ８ ％，催 化 ２ ． ９ 剂易分离 ，循 环使用 ６次后 ，酯化率仍可达到 ８ ．％． 图 ５表 ３ ３
卤水一 酸铵法制 取活性氧 化镁工艺研 究＝Ｓｕ ｙ ｏ ｅｈ ｉ ｅ 碳 ｔｄ ｎ ｔ ｎｑ ｃ ｕ
ｏ ｒ ｄ ｃｎ ａ ｔｖ ｇ ｅ ｉｍ ｏ ｉ ｅ ｗｉ ｉ ｅ —ｍｍｏ ｉ ｆ ｐ ｏ ｕ ｉ ｇ ｃ ｅ ｍａ ｎ ｓｕ ｉ ｘｄ ｔ ｂｔ ｒ ａ ｈ ｔｎ ｎｕ ｍ
系统工程的发展及在化工生产中应用
系统⼯程的发展及在化⼯⽣产中应⽤摘要随着化⼯⽣产⽇趋复杂化、⼤型化和⾃动化，化⼯系统⼯程这门学科正在蓬勃发展并得社会各界的⽇益关注。
本⽂对系统⼯程发展现状进⾏了客观的阐述，及化⼯⽣产中的应⽤及发展趋势地⾏了分析探讨。
关键词：化⼯⽣产；化⼯系统⼯程；发展趋势；系统分析与综合AbstractWith the chemical production are becoming increasingly complicated, large-scale and automation. Chemical system engineering this subject is booming and have to pay more and more attention to the social from all walks of life. In this paper, the current situation of the development of the system engineering objective paper, and chemical production of the application and development trend analysis to do. Keywords:chemical production; Chemical system engineering; Development tendency; System analysis and comprehensive1 系统⼯程综述1．1 系统⼯程起源是20世纪20年代美国贝尔实验室在建造美国全国电话⽹络中⾸先提出。
系统⼯程的雏形形成于40年代，在50年代到60年代。
系统⼯程迎来了其发展的⾼潮。
电⼦计算机的出现和应⽤，则为系统⼯程提供了强有⼒的运算⼯具和信息处理⼿段，成为实施系统⼯程的重要物质基础。
系统⼯程可以说是⼯程活动的总结，是为构建系统的所有⼯程活动的⽀持。
系统工程概论论文
系统工程概论论文理工学院经管学部工业工程一班************2012-10-10系统工程概论现代社会纷繁而复杂，无论是组织还是个人，所面临的问题都越来越复杂，常有“剪不断，理还乱”之感，因此，能够帮助我们思考并解决这些复杂问题的方法显得越来越重要。
系统工程就是其中一类重要方法，自从其诞生后，就为人类社会利用有限资源、处理问题提供了有力的支持。
学校为提高我们新一代青年处理和结局问题的能力，专门为我们开设了系统工程概论这样一门课程。
通过这一段时间的学习，我对系统工程有了一个整体的认识。
1.什么是系统工程系统工程是以研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科。
它是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、方法、策略和手段等根据总体协调的需要，有机的联系起来，把人们的生产、科研或经济活动有效地组织起来，应用定性分析和和定量分析相结合的方法和计算机等技术工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计、最优控制和最有管理的目的，以便最充分地发挥人力、物力的潜力，通过各种管理技术，使局部和整体之间的关系协调配合，以实现系统的最优化。
2.系统工程的发展作为一门新型学科，系统工程经过了长足的发展。
第二次世界大战以后，适应社会化大生产和复杂科学技术体系的需要．逐步把自然科学与社会科学中的某些理论和策略、方法联系起来．应用现代数学和电子计算机等工具．解决复杂系统的组织、管理相控制问题，以达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。
系统工程是一门高度综合性的管理工程技术，涉及自然科学棚社会科学的多门学科。
构成系统工程的基本要素是：人、物、财、目标、机器设备、信息等六大因素。
各个因素之间是互相联系、互相制约的关系。
系统工程大体上可分为系统开发、系统制造和系统运用三个阶段，每个阶段又可划分为若干小阶段或步骤。
系统工程的基该方法是：系统分析、系统设计相系统的综合评价。
具体地说，就是用数学模型和逻辑模型来描述系统，通过模拟反映系统的运行、求得系统的最优组合方案和最优的运行方案。
精细化工生产过程的若干安全系统工程技术问题探讨
精细化工生产过程的若干安全系统工程技术问题探讨摘要：阐述了安全系统工程技术的应用价值，对生产工艺过程自动危险与可操作性分析进行了介绍，并提出其在精细化工生产过程中的具体应用，希望能够从理论层面上为推动我国化工产业发展提供一点指导与支持。
关键词：精细化工；生产；安全系统；技术引言在科学技术不断发展的背景下，化工行业中开始运用更加先进的技术手段，其中精细化工产业在整个行业中具有更大的危险性，因此提高生产安全性具有重要意义。
而危险与可操作性分析的运用则适应了现代化工产生的发展需求，基于可以对生产中存在的偏差进行分析，并以此消除安全隐患，使整个精细化工生产过程的安全得到保障。
由此可见，关于精细化工生产过程的若干安全系统工程技术问题具有较高研究价值。
一、安全系统工程技术的价值精细化工生产工程中的危险与可操作性系统又被称为HAZOP，这一系统可以帮助工程技术人员将生产中由于操作失误或者工艺参数错误而导致的误差找出来，然后基于对生产装置的研究，使误差原因得到分析，进而实施有效改进对策，使误差得以消除。
通常情况下，在石化或化工工程设计审查中，该操作系统发挥着重大作用，而在工艺生产中的应用则并不广泛。
在该系统的支持下，精细化工生产中的潜在风险以及操作问题能够被及时发现，如此一来，技术人员就可以采取针对性的安全控制措施，为生产顺利进行提供有力支持。
关于这一安全系统工程技术的作用与价值，首先是能够获取更加可靠、准确的资料支持。
该系统是基于自动分析与推理，使前因与后果得以完成，如此一来数据的安全性与可靠性就得到提升。
其次，该系统的综合模拟程度很高，其对三维建模加以运用，并以此展开分析与预测，并采取有效的改进方法，使操作变得更加安全。
就算面对突发情况，该系统也可以联系到链条保护，使风险得到有效控制，如此一来就使生产的安全性得到真正提升。
二、生产工艺过程自动危险与可操作性分析1 生产工艺过程的深层次危险与可操作性系统分析在对危险与可操作性进行分析的过程中，操作程序或工艺流程应进行细化处理，使其形成几个节点，基于此对生产过程中控制与运行参数的潜在偏差与结果展开研究，使偏差原因被找出来。
化工系统工程在大型炼化一体化企业管理优化中的策略与模型
化工系统工程在大型炼化一体化企业管理优化中的策略与模型化工系统工程是一门综合性学科，通过运用系统理论和工程技术的知识与方法，对化工生产过程进行系统分析、设计、优化与控制。
在大型炼化一体化企业中，化工系统工程的应用可以提供有效的管理优化策略与模型，帮助企业实现资源高效利用、能耗降低、安全生产和环境保护的目标。
一、化工系统工程在大型炼化一体化企业中的应用大型炼化一体化企业涉及多个化工生产过程，包括原料处理、催化剂制备、反应器设计、装置运行和产品分离等。
通过应用化工系统工程的理论和方法，可以对这些过程进行模拟、优化和控制，实现企业的管理优化。
1.1 过程模拟和设计化工系统工程可以开展对生产过程的模拟和设计工作。
通过建立模型，可以分析、预测和评估不同操作条件对生产过程的影响，从而为工艺参数的优化和控制提供依据。
例如，在炼油生产中，可以通过模拟和设计工作确定最佳的操作温度、压力和催化剂用量，以提高产品质量和产量。
1.2 资源优化和能耗降低在大型炼化一体化企业中，资源优化和能耗降低是重要的管理目标。
化工系统工程可以通过优化调度和控制策略，实现资源的高效利用和能耗的降低。
例如，在石化企业中，可以通过合理的物料配送和设备优化配置，降低能耗和原料损耗。
1.3 安全生产和环境保护安全生产和环境保护是大型炼化一体化企业的重要任务。
化工系统工程可以通过建立安全评估模型和优化控制策略，提高生产过程的安全性和环境友好性。
例如，在化工企业中，可以通过建立模型和优化算法，实现对危险品储存和转运等环节的安全监控和管理。
二、化工系统工程在大型炼化一体化企业管理优化中的策略针对大型炼化一体化企业的管理优化，可以采用以下策略：2.1 数据采集与分析通过建立和完善数据采集系统，及时获取生产过程中的各项数据，并进行有效的分析。
基于数据分析结果，可实现对生产过程的监控和控制，及时发现问题和异常，并采取相应措施进行调整。
2.2 模型建立与优化建立生产过程的模型，并通过优化算法对模型进行求解，得到最佳的操作参数和控制策略。
化工过程系统工程的研究与实践
化工过程系统工程的研究与实践化工工程是一个非常关键的学科，它专门研究如何将化学反应过程转化为具有市场经济价值的产品。
化学工业是中国最大的制造业行业之一，具有非常重要的地位。
化工过程系统工程是化工工程的重要分支，是采用系统方法和综合技术来优化和规划化工过程的一种交叉学科。
本文将详细探讨这个领域的研究与实践。
1. 研究简介化工过程系统工程是一个综合性的交叉学科，涉及化学工程、控制工程、计算机技术、数学和统计学等多个学科。
化工过程系统工程旨在将各个生产单元联系起来，形成一个有机的整体，从而提高生产效率和产品质量。
化工过程系统工程的研究内容包括：研究化工过程的控制策略和优化方法，设计和应用化工过程的智能化控制系统，开发和应用基于计算机的模拟和仿真技术，运用最新的信息技术建立化工过程控制体系，对化工过程中的各种数据进行处理和分析，以及制定化工生产的管理策略等。
其中，化工过程的控制策略和优化方法是化工过程系统工程的核心内容。
控制策略和优化方法主要涉及化工生产的各个方面，包括反应、传质、热量和动力学等。
化工过程系统工程可以通过优化控制方法，推进化工过程的高效化、低能耗化、低排放化等方面的发展。
2. 实践案例实践是检验理论正确性的重要方式，下面介绍两种不同类型的实践案例，以对化工过程系统工程的研究与实践有更深入的理解。
2.1 微生物发酵过程控制微生物发酵过程是人类历史上最早的发酵产业。
当今，在微生物学和分子生物学等科学技术的推动下，微生物发酵技术已经成为全球范围内的重要产业。
微生物发酵过程的控制是化工过程系统工程的重点研究内容之一，涵盖了微生物生长、代谢及产物分泌等领域。
德国Breunig在其研究中，采用黑曲霉和青霉菌等微生物的发酵过程，以明胶和甲基纤维素等多元酸为底物，构建了一个基于功率控制的发酵控制系统。
该系统实现了对反应过程中气体流量、料液混合等操作参数的自动控制，使反应能够在不同的条件下快速调整，从而获得了较好的反应效果。
化工系统工程
ｅｓｎｕｔ ａｅ ｎｍａｅ－ｌ ｎ ａ ｓ 刊 ，中］ 徐 圆，朱群 ｓ ｉｄ ｓｙｂｓｄｏ ｔｒ ｅ ｔ ｌ ｉ ｒ ｔ ｅ ｍｅ ａ ｙ ｓ［ ｎ ／
雄 （ 京化 工 大 学 信 息科 学与 技 术 学 院 ，北 京 １０ ２ ）∥化工 学 北 ０ ０９
过 程 工业 报警 系 统设 定 的报 警 点多 且 复杂 ，给 监控 生 产带 来 了一 定 的 困难 ． 结合报 警 系统 的特 点和物 元 分析 方 法 ，构造 各 报警 参 数 的物 元模 型 ，定 义 各报 警 参数 与报 警 级别 的 关联 函数 ，提 出基 于 关联 函 数 的权 重分 配改 进 ，计 算各 报警 参 数 与报 警 级别 的综 合 关联 度 ．在 保 证 安全 生产 的 前提 下 ，根据 综 合 关联 度 的大 小对 各 报警 参 数进 行优 化 选择 ，形成 适 合过 程 工业 的报 警优 化 方法 ． 结 合精 对 苯二 甲酸 溶 剂脱 水 塔报 警 系统 验证 了该方 法 的有 效性 ，基 于物 元 分析 的报 警优 化 方 法合 理地 降低 了报 警系 统 的报 警量 和报 警 频率 ， 为报警 管理 和操 作优 化提 供 了新思 路． 图２ １ ｌ （ 岚） 表 参 ５于 关 键词 ：物 元分 析 ；报警 优化 ；溶 剂脱 水塔
２０ ０ ８年 第 １ 卷 第 ２ 期 ４ ２
中 国学术 期刊 文摘
２１ ３
甲醇 汽油 既能 使发动 机稳 定运 行 ，又可 在一 ０ 以上保 持均 一相 ， １℃ 无助 溶剂添 加 ；但与９ 油相 比 ，其 动力 性下 降 明显 ． 向 Ｍ６ 中 Ｏ汽 ５ 添加 １ ％ （ 量分 数） ． 质 ５ 的增 能剂 Ａ后 ， 该燃 油 的动 力性 提高 到 了９ ０ 汽油 的水平 ，且 油耗 量 （ 当量 汽油 ） 于９ 优 ０汽油 ，适 宜在 最低 气温 高于 一５ 的地 区或季 节使 用 ．图６ ２ １ （ 于 红） ℃ 表 参 ２贺 关键 词 ： 甲醇 ； 轻烃 ；汽 油 ；配 方 ；混 合燃 料 ；小 型汽 油 机 ；燃 料经济 性
精细化工生产过程的若干安全系统工程技术问题探讨
精细化工生产过程的若干安全系统工程技术问题探讨随着我国化工企业的规模不断扩大，化工技术不断发展，工艺过程日益复杂，生产自动程度越来越高，极大的增加了化工产的安全隐患程度及安全事故发生的频率。
加之，化工生产自身的特殊性，要求原材料的生产过程中具有极高的技术和工艺，生产过程具有复杂性，使得工业成品、半成品多具有强腐蚀性、剧毒等，且极易发生爆炸或燃烧。
本文通过对国内外化工生产过程的安全系统工程技术等问题进行分析，探讨了危险与可操作系统（HAZOP），生产工艺过程自动HAZOP 分析等精细化工生产过程的安全系统工程技术问题，并讨论了构建精细化工生产过程的安全仿真系统的相关策略，最后提出了有关精细化生产过程中安全系统设计的技术方案。
标签：化工生产；危险与可操作系统；安全系统1 国内外关于化工生产过程中安全装置的使用情况危险与可操作性系统（简称HAZOP），通过该系统，可以找出在生产过程中操作控制和工艺参数可能出现的偏差，并通过研究生产装置等，找出出现偏差的原因，并提出相应的对策。
这种操作系统一般应用于石化或化工工程的设计审查阶段，较少用于工艺生产。
通过该系统可以查出潜在的危险与在操作上存在的问题，对加强生产的安全控制有重要意义。
在化工生产过程系统安全评价领域中，安全仿真技术作为化工工艺设计与运行中的关键技术，是辅助安全分析的新手段，正逐步推广应用。
在国外一般使用动态、稳态仿真集成的安全仿真方法，并与计算机技术相结合，讲安全仿真平台更加现代化与实用化，而且在使用范围上也有所发展与扩大，如扩大到了内在危险的仿真，设备内在结构的仿真，燃烧、爆炸与毒物扩散的后果仿真，故障诊断仿真等等方面。
在进行化工生产过程中，积极采取措施进行安全预防与安全运行技术，是安全生产中的一个重要课题。
由于化工生产自身具有特殊性，潜藏着很大的安全隐患，极易在生产过程中发生安全事故，一次安全事故不但影响化工生产的正常进行，甚至会危及生产操作人员的生命安全，导致不可挽回的后果。
系统工程的思想与方案论文
系统工程的思想与方案论文系统工程的思想是将系统作为一个整体来看待，并且将每个组成系统的部分作为相互依存、相互影响的元素进行分析和设计。
系统工程师需要考虑到系统的整体性能和效率，以及各个部分之间的相互作用。
同时，他们还需要考虑到系统在使用中可能出现的变化和不确定性因素，以便为系统提供适应性和灵活性。
系统工程的思想还包括了多学科交叉的特点。
这意味着系统工程需要整合来自不同学科领域的知识和技术，以便解决系统设计和分析中的问题。
它可能涉及到机械工程、电气工程、材料科学、信息技术、经济学和管理学等多个领域。
系统工程的方案包括了几个关键步骤。
首先，系统工程师需要定义系统的需求和目标，包括系统的功能、性能和可靠性等方面。
其次，他们需要进行系统的分析和建模，以便理解系统的各个部分之间的相互依赖关系和影响。
然后，他们需要进行系统的设计和优化，以便满足系统的需求和目标。
最后，他们需要进行系统的集成和测试，以确保系统在使用中能够有效地工作。
在系统工程的方案中，系统工程师还需要考虑到系统生命周期的各个阶段。
这包括了系统的规划、设计、开发、测试、部署和维护等阶段。
在每个阶段，系统工程师需要考虑到系统的整体性能和效率，以及各个部分之间的相互作用。
在系统工程的方案中，系统工程师需要使用一系列的工程与技术方法来解决系统设计和分析中的问题。
这可能包括了建模与仿真、数据分析、优化方法、决策支持系统、信息技术、人机交互与人因工程、风险分析、成本效益分析等多种方法。
对于系统工程的思想和方案，还存在着一些挑战和难点。
首先，系统工程可能涉及到大规模的、复杂的系统，这可能导致系统工程师面临着复杂性和不确定性的挑战。
其次，系统工程需要整合多个领域的知识和技术，这可能导致系统工程师需要面临着多学科交叉的挑战。
最后，系统工程的方案可能需要综合考虑到系统的整体性能和效率，以及各个部分之间的相互作用，这可能导致系统工程师需要面临着系统优化的挑战。
为了应对这些挑战和难点，系统工程师可以采用一系列的方法与策略。
化工系统工程
tB2)。日产量M和利润S不是变量，是已知参数。
由于模型方程式(2)和式(3)的约束，变量中只有
二个是独立的。例如，可以选择tA1和tB1为决策
变量，另二个变量tA2和tB2则为状态变量。
[例2] 冷凝器最优设计。
现需设计苯—甲苯精馏塔的塔顶冷凝器(如图)，要 求冷凝器的总费用最小。根据该精馏塔和公用工程的 工艺要求，塔顶蒸汽流量W1及温度T1、冷却水进口温 度t1和传热系数K为已知。
该过程的数学模型为：
γ-汽化潜热，cp-冷却水比热，Δtm-平均温差。模型的自由度Fr＝5。该问 题中给定变量数为4，故决策变量数为1。现用冷却水出口温度t2为决策变量。 该优化问题可描述为：在满足约束方程，即式(4)的条件下,使总费用为最小时 冷却水的最优出口温度t*2。
该问题的图解见例图。在解得t*2后,可由 模型方程确定冷凝器的最优传热面积A*。
4. 优化问题求解的一般步骤
目前尚没有一种优化方法能有效地适用所有的优化问题。对某一特定问题选择 优化方法的主要根据为：
(1)目标函数的特性； (2)约束条件的性质； (3)决策变量和状态变量的数目 优化问题求解的一般步骤为：
(1)对过程进行分析，列出全部变量。 (2)确定优化指标建立指标同过程变量之间的关系函数关系式(经济模型)。 (3)建立过程的数学模型和外部约束(包括等式约束及不等式约束)，确定自由度 和决策变量。一个过程的模型可以有多种，应根据需要，选择简繁程度合适的 模型。
(4)如果优化问题过于复杂，则将系统分成若于子系统分别优化；或者对目标函 数和模型进行简化。
(5)选用合适的优化方法进行求解。 (6)对得到的解检验，考察解对参数和简化假定的灵敏度。
前三步为对优化问题进行数学描述。第四步建议对过程作尽可能的简化， 而又不歪曲问题的本质。首先,可以忽略那些对目标函数影响不大的变量。这可 以根据工程判断来确定，也可以通过灵敏度分析作出判断。
化工系统工程绪论
化工系统工程绪论概述化工系统工程是化学工程领域中的一个重要分支，主要研究化学工业中的系统设计、操作和优化等问题。
化工系统工程的发展旨在提高生产效率、降低能源消耗和减少环境污染。
化工系统工程涉及多个学科，包括化学工程、化学反应工程、过程控制工程等。
在实际应用中，化工系统工程需要综合运用这些学科的知识和方法，解决复杂化工过程的工程问题。
本文将介绍化工系统工程的基本概念、发展历程和研究内容，并探讨其在实际工程中的应用和前景。
基本概念化工系统工程是一门多学科交叉的工程学科，它研究的对象是化学工业中的生产过程。
化工系统工程将化学工程、化学反应工程、过程控制工程等学科的知识与方法相结合，用于化工过程的系统设计、操作和优化。
化工系统工程的主要任务包括： - 分析和设计化工过程的系统结构 - 确定工艺参数和操作条件 - 优化生产过程，提高生产效率和产品质量 - 确保工艺的安全性和可靠性 - 减少能源消耗和环境污染发展历程化工系统工程的发展可以追溯到20世纪50年代。
随着计算机的出现和发展，化工系统工程得到了快速发展。
计算机技术的应用为化工系统工程提供了强大的工具和手段，使得复杂的计算和优化问题可以得到有效解决。
在20世纪70年代，随着化工过程的复杂性和规模的不断增加，化工系统工程的研究也得到了进一步的发展。
人们开始探索更高级的系统设计和优化方法，如模型预测控制、多目标优化等。
到了21世纪，化工系统工程的研究重点逐渐转向了可持续发展和资源利用的问题。
人们开始关注能源消耗和环境污染等问题，并提出了一系列的研究方法和技术，如废弃物处理、能量回收等。
研究内容化工系统工程的研究内容非常广泛，主要包括以下几个方面：化工过程建模与仿真化工过程建模是化工系统工程的基础和核心技术之一。
化工过程建模的目标是将复杂的化工过程抽象成数学模型，以便对其进行仿真和优化。
化工过程建模常用的方法包括：物质平衡、能量平衡、动量平衡等。
通过建立准确的数学模型，可以对化工过程进行预测和优化分析，提高生产效率和产品质量。
化工系统工程的学习综述
化工系统工程的学习综述综述化工系统工程将系统工程学的理论和方法应用于化工过程领域的一门新兴的边缘学科，是化学工程学的一个分支，是化学工程、系统工程、运筹学、数值计算方法、过程控制论等的边缘学科。
主要是面向典型的化工过程系统，培养我们综合运用化工系统工程、化工工艺、化工反应工程和传递和分离工程知识处理实际问题的能力一、化工过程系统工程的产生和发展20世纪20~30年代：建立在“单元操作”的概念基础上，研究的是化工参数间简单的定量关系。
50年代，单元操作的理论有了发展，用可靠的数学形式加以表达；60年代，由于计算机的迅速发展，在化工中也开始应用计算机，但主要还是用于单元操作的计算，在系统分析方面的工作还是十分有限的—产生和发展的理论准备时期。
70时年代，计算机的进一步发展，可以把几十个单元放在一起考虑，走上实用的时期，研制出有效的工业用化工流程通用模拟系统，对过程生产实现计算机控制。
80年代—普及推广。
90年代—完善、提高。
二、化工过程系统工程的基本内容从化工系统的整体目标出发，根据系统内部各个组成部分的特性及其相互关系，确定化工系统在规划、设计、控制和管理等方面的最优策略。
三、化工过程系统工程任务A. 从工程实际中抽象出系统模拟、优化、合成问题的能力；B. 学会评价和选择解决实际过程系统问题的方法和途径；C. 培养我们用现代应用数学的方法实现对系统模拟、优化、合成等过程系统工程问题的能力；D. 了解有关过程系统工程研究领域和方法的最新进展。
四、感兴趣的内容1．化工过程系统的优化1.1目的意义：解决工程设计、生产技术、科学试验、计划管理等问题，获得最优的方案。
1.2优化1.2.1基本概念：在过程系统性能、特点所给定的约束条件下，找出使过程系统的性能指标（目标函数）达到最小（or最大）的设备参数或工艺变量。
1.2.2分类优化分为结构优化、参数优化、管理和求解方法的最优化。
目的是最小的投入和日常消耗获得最大的收益。
化工系统工程在精细化工企业布局规划中的应用与模型
化工系统工程在精细化工企业布局规划中的应用与模型一、引言精细化工企业的布局规划对于企业的发展至关重要。
而化工系统工程作为一种综合性学科，可以通过建立模型和应用工程技术手段，对企业在布局规划中所面临的问题进行分析和解决，提高布局的效率与合理性。
本文将重点探讨化工系统工程在精细化工企业布局规划中的应用与模型。
二、化工系统工程的概述化工系统工程是对化学、物理、数学等多学科的综合应用，旨在优化工业生产过程，提高系统效率和可持续发展能力。
它通过数学建模、优化算法、工艺设计等手段，对生产过程进行分析与优化，改善产品质量和降低生产成本。
三、精细化工企业布局规划中的问题在精细化工企业布局规划中，通常会面临以下问题：1.设备布置：如何合理配置各类设备，使生产过程高效进行。
2.管道网络设计：如何设计合理的管道网络，降低能耗和运输成本。
3.车间区域划分：如何合理划分车间区域，提高工作效率和安全性。
4.资源利用：如何有效利用资源，减少浪费和环境污染。
四、化工系统工程的应用1.数学建模：通过建立数学模型，分析和优化化工过程。
可以使用线性规划、非线性规划等方法，寻找最优方案。
2.设备布置优化：借助离散事件模拟等技术手段，根据生产需求和设备特性，对设备进行合理布置，减少生产过程中不必要的浪费和能耗。
3.管道网络设计：利用网络优化模型，结合流体力学原理，确定最佳的管道布局，提高物料输送效率和节约运输成本。
4.车间区域划分：运用离散事件模拟等方法，分析车间生产过程中的空间需求和资源利用，合理划分车间区域，提高工作效率和安全性。
五、化工系统工程的模型1.线性规划模型：通过建立线性方程组和目标函数，寻找最佳的布局方案。
2.非线性规划模型：对于复杂的非线性系统，建立非线性规划模型，使用优化算法求解最优解。
3.离散事件模拟模型：将车间生产过程离散化，并引入随机变量，模拟生产过程中的各种事件，分析系统的效率和性能。
4.网络优化模型：将管道网络建模为图论中的网络，利用最小路径算法等进行优化设计。
化工系统工程在大型炼化企业管理优化中的应用策略
化工系统工程在大型炼化企业管理优化中的应用策略化工系统工程作为一种综合性技术体系，已经在大型炼化企业的管理优化中发挥了越来越重要的作用。
它能够通过整合和优化各种资源，为企业提供高效、安全、可靠的生产运行环境，提升企业的竞争力和利润能力。
本文将以大型炼化企业管理优化的视角，探讨化工系统工程的应用策略，并提出一些建议。
一、优化生产过程化工系统工程的核心目标是优化生产过程，提高生产效率和产品质量。
在大型炼化企业中，生产过程的复杂性和多样性是一个挑战，而化工系统工程通过建立精细化的过程模型和优化算法，能够有效地降低生产成本，提高产品的产量和质量。
为了实现生产过程的优化，首先需要建立一个准确的数学模型来描述整个过程的动态行为。
该模型应该包括各个单元的物质与能量平衡方程，以及各种反应过程的动力学方程。
通过对这些方程进行求解，可以得到最佳的操作条件和操作策略，实现生产过程的最大化效益。
另外，化工系统工程还可以通过先进的过程控制技术来实现生产过程的优化。
例如，用先进的控制算法和优化方法来实现对反应器温度、压力等关键参数的精确控制，从而提高产品质量和产量。
总之，通过建立准确的数学模型和应用先进的过程控制技术，化工系统工程能够优化生产过程，提高生产效率和产品质量，为大型炼化企业的管理优化贡献力量。
二、管理信息系统的建设化工系统工程的应用还包括管理信息系统的建设。
在大型炼化企业中，管理信息系统的建设是一个复杂的任务。
该系统需要包括企业级的资源管理、生产过程管理、库存管理、质量管理等各个方面的功能，以满足企业管理的需求。
化工系统工程可以通过建立一个系统化的信息管理平台，实现对企业各个方面的数据收集、处理和分析。
通过对这些数据的分析，可以帮助企业发现潜在问题和风险，及时采取对策，避免损失。
同时，管理信息系统还可以帮助企业进行合理的资源调度和运输安排，提高运作效率和降低运营成本。
另外，化工系统工程还可以通过建立先进的生产计划和调度系统，实现对生产过程的全面管理。
浅析近年来化工系统工程的发展与应用
第1期2020年2月No.1 February，202020世纪50年代初，化学反应工程学科和计算机技术的兴起和快速发展，使数学模型法得到了极大的发展并广泛应用于各个行业。
之后，人们开始开发化学过程系统，希望在合理的技术和经济条件下完成最佳过程系统的设计和运行控制[1]。
在20世纪60年代，过程系统工程学由过程控制理论、数值计算方法、运筹学、系统工程和化学工程等学科交叉逐渐形成、发展起来。
化工系统工程是使用系统工程方法解决化工系统中的问题，从而优化规划、设计和运行，即在已知系统结构和单元装置的情况下，通过分析系统并合成要设计的系统来优化处理系统的操作。
1 化工系统工程的性质、内容和作用化学系统工程，也称为过程控制系统，是化学工程和技术的必修课程。
该课程的主要内容包括3个部分，即过程系统仿真、优化和综合。
系统仿真部分与工程背景紧密结合，重点研究网络拓扑的分解方法、顺序模块法、联立方程法和联立模块法[2]。
优化部分介绍了如何将实际的化学问题转化为数学优化问题。
该优化方法、结构参数和运行参数的优化从应用的角度介绍了该算法，省去了繁琐的数学推导证明，注重解决工程问题的逻辑[2]。
合成部分是通过分离顺序，进行换热网络的合成和系统的热集成。
这些示例介绍了过程系统综合的基本概念、方法以及实用性。
本课程将继续扩大本专业专业课程的整合，巩固和加深所学知识，提高提出和解决问题的能力，并培养学生成为有新的工程精神的高级应用型人才。
化学系统工程研究的对象是化学生产过程中的系统。
该系统的目标是系统的整体优化，即确定和控制系统每个组件的输入和输出状态，从而实现反映系统收益的某个定量功能[3]。
如确定最大值或最小值，反映系统总体目标的功能称为目标功能。
例如，在设计最佳化工厂时，通常将投资成本和运营成本作为目标函数，以找到总成本最低的设计。
化学系统工程是一门发展中的学科[4]。
到目前为止，人们对该学科的理解和定义并不完全相同。
化工系统工程在煤制乙二醇一体化中的优化设计
化工系统工程在煤制乙二醇一体化中的优化设计煤制乙二醇是一种重要的有机合成化工产品，具有广泛的应用前景。
化工系统工程在煤制乙二醇一体化的过程中发挥着至关重要的作用。
本文将探讨化工系统工程在煤制乙二醇一体化中的优化设计方法和技术，以提高生产效率、降低生产成本并最大限度地保护环境。
一、工艺流程优化设计煤制乙二醇的生产过程包括煤气化、合成气的制备、合成气的后处理、催化剂的合成和再生、乙二醇的合成等多个环节。
化工系统工程可以通过对各个环节的优化设计，提高整个生产过程的效率和能源利用率。
1. 煤气化的优化设计煤气化是煤制乙二醇的起始步骤，其优化设计对后续环节的顺利进行具有重要意义。
在煤气化的过程中，化工系统工程师可以通过调整煤气化温度、压力、气体流量等参数，优化气化效果，提高合成气的产率和质量。
2. 合成气的制备优化设计合成气是煤制乙二醇的重要原料，其合成气的制备过程也需要进行优化设计。
化工系统工程师可以选择合适的合成气制备技术，如煤气变换、部分氧化等，以提高合成气的浓度和稳定性，从而提高后续合成反应的效果。
3. 催化剂合成和再生优化设计催化剂在煤制乙二醇的合成反应中起着关键作用。
化工系统工程师可以通过优化催化剂的合成工艺和再生工艺，提高催化剂的活性和寿命，降低催化剂的使用成本。
4. 乙二醇合成的优化设计乙二醇合成是煤制乙二醇过程的核心环节。
化工系统工程师可以通过调整反应条件、催化剂配方等方式，优化乙二醇的合成效果，提高产品纯度和收率。
二、能耗优化设计在煤制乙二醇一体化过程中，能源的消耗是一个重要成本项目。
化工系统工程可以通过优化设计，降低能源的消耗，提高能源的利用效率。
1. 废热回收利用煤制乙二醇的过程中会产生大量废热。
化工系统工程师可以通过热交换器、回收装置等技术手段，将废热回收利用于其他环节，如预热原料、加热蒸汽等，从而减少能源的浪费。
2. 低温余热的回收利用在煤制乙二醇的过程中，还会产生一些低温余热。
化工生产中系统工程的发展及应用研究
化工生产中系统工程的发展及应用研究曾维平【摘要】随着社会经济的快速发展,化工生产行业取得了很大的发展.而在科技水平不断提高的过程中,化工生产变得越来越复杂,其规模不断扩大,并且逐渐实现了自动化生产.化工系统工程作为一门应用性极强的学科,在不断发展的过程中逐渐受到社会的广泛关注,并且正处在蓬勃发展的阶段.本文将对系统工程进行简要概述,并根据化工生产的实际情况,对系统工程的发展进行分析,探讨系统工程在化工生产中的实际应用.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】2页(P15-16)【关键词】化工生产;系统工程;发展;应用【作者】曾维平【作者单位】湖南有色金属职业技术学院湖南412006【正文语种】中文【中图分类】T系统工程出现在上世纪二十年代，是美国的相关研究者在构建全国性电话网络的过程中总结出的。
自出现以后，系统工程很快取得了蓬勃的发展，而随着计算机的出现，其为系统工程的运算和信息处理提供了强有力的支持，并逐渐被当做系统工程相关活动开展的基础。
从本质上来看就是在一定的基础上对现有的工程活动进行全面的整理和总结，能够为工程活动的系统构建提供必要的基础。
而在现代社会科学技术更新速度不断加快的情况下，系统工程的实施有了更好的基础，这对系统工程的发展而言极其重要。
而系统工程在化工生产中的应用能够让化工生产的效率和质量得到有效保障，所以对系统工程在化工生产中的应用进行研究就显得十分必要。
1.系统工程的概念在行业中化工系统工程还有一个名称叫过程系统工程，其综合了信息技术、控制技术、计算机技术、化学工程和系统工程等多学科的知识点，是一门综合性极强的学科。
系统工程中的系统是一种复杂的研制对象，其由多个组成部分共同构成，并且这些组成部分之间存在很强的相互依赖和相互作用并且最终有效地结合在一起，这样组成的系统将会具有用户需要的特定功能。
而在形成多个这样的系统后，这些系统又会有效结合在一起组成一个更大的系统。
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化工系统工程与化工设计学院：化学工程学院班级：化工01姓名：贾鹏学号：20110052012-11-13在四个现代化建设中,如何使化工设计现代化,是广大设计人员共同奋斗的目标。
人们都希望设计出的工厂,除产品的质量和数量满足要求外,力求资源和能源消耗也最少。
若将设计做到如此完美地步,沿用传统的设计方法难以奏效。
为实现这个目标,将化工技术与系统工程和技术经济理论有机结合起来,运用于化工设计之中,已成为必由之路。
以下简要地介绍化工系统工程的基本内容,与技术经济的关系,阐明化工设计工作中应用系统工程方法的实际意义、必要性以及今后将会遇到的实际问题等做粗浅的探讨。
一、最优化与化工系统工程所谓最优化，是指在满足给定的条件下,达到或接近最优目标,称之为有约束最优化。
没有约束条件,即称无约束最优化,常见的是前者。
关于化工系统工程,至今尚无公认的严格定义,不过,粗略地说,它是系统工程在化工中的应用,是实现复杂化工系统最优化的工程决策方法。
它的核心是使整个系统达到最优目标,即不仅着眼于个别局部（化工单元）,而且,根据限定的范围（一个装置或整个工厂等）,协调各部分的要求,以谋求最大的、长期的效益。
上述最优目标,在设计中常遇到的是技术经济指标往往与节约能源相联系。
其最优目标就体现在每年付出的设备投资额和水、电、汽等操作费用的总和最少。
用目标函数表示为：随着化工系统工程的不断发展,其内容也在不断地丰富。
除经济因素之外,还应考虑对原料和能源质量与数量变化的适应性、开车与停车等的生产自动控制问题,不仅使设计的装置经济效益好,还便于操作,安全可靠。
这就是近年来发展起来的多目标最优化问题。
二、化工设计中的过程合成我国的化工设计部门,在建立化工过程模拟系统和物性数据库工作方面做了大量工作,并已成为化工设计的重要工具。
通过不同条件下的化工过程的物料及能量平衡等方面的运算,对系统进行分析,为化工过程系统的最优化提供了重要信息。
有的方法也需要结合过程模拟进行系统的最优化。
过程模拟的先决条件是工艺流程已经明确。
虽然根据直观和过去的经验做一些方案比较,毕竟有限,而过程合成的任务却是在所有可行的流程中找出最优的。
由于一个化工过程中的各单元设备可能有许多组合方式,因此,过程合成是挖掘经济效益潜力的一种有效的手段,在化工系统工程中占有十分重要的地位。
Lee.K.F曾做过计算,由两股加热物流和两股冷却物流构成的换热系统,总共有4200种结合方式。
炼油厂常减压装置中,为了提高原油预热温度和增加热量回收而建立的换热网络中,油品有数种,其温度和数量各异,需要换热器达几十台,其可能的连接方式的数目是相当大的。
在蒸馏过程中,将一种原料分馏为4种产品,通常需三座塔,可构成五种流程,而有四座蒸馏塔的过程,有14 种流程可供选择,如原料中有10个组份要进行分离,则可比较的方案将有4862 个。
一个化工过程包含的化工单元的种类和数量越多,这个过程的合成越加复杂,寻找最优的流程也越加困难,需要用专门的合成方法。
已开发的方法,大致可归纳为分解法、试择法、直接最优化法和调优法等四大类。
虽不能说已臻成熟,但已有不少成功的例子报导,人们仍在不断努力,创造出新的方法。
应当指出,一般少有将过程最优化的全将过程最优化的全部结果直接应用到设计中去,需要进行化工过程的灵敏度分析。
三、灵敏度分析与设计裕度（安全系数）灵敏度分析是化工系统工程设计的重要组成部分,是由自动控制系统理论发展而来。
按D.J.Wilde提出的定义,它是确定约束函数（条件）的扰动而引起的最优值变化的速率。
人们主观上,希望设计出的化工生产装置能够持续稳定地进行生产。
实际上,由于各种内在因素或外界千扰,如原料质量和性质的变动,蒸汽和冷却水等的温度、压力以及供应量的波动等等,不可避免地引起操作条件的扰动,需要进行调节。
因此,不可能使生产条件永久保持在原设计的最优值。
若略微偏离了最优值,各项技术经济指标或生产状况显著恶化,则此系统的适应性太差,称之为灵敏度过高。
实际生产需要建立一个灵敏度低的、稳定的生产系统现以脱丁烷塔为例加以说明；在提出设备设计、自动控制和管道设计技术条件时,应当考虑各种因素变动对设计结果的影响。
这些因素包括1，能量因素，包括：A、温度（进料温度、塔顶和塔底温度、冷却水和蒸汽温度等）；B、压力（塔顶压力、进料、冷却水和蒸汽压力以及设备的压力降等）。
2，量的因素,,包括：A、流量（进料、产品、回流量等）,B、原料及产品的组份等,C、液面（冷凝器、塔底和回流罐的液面）。
3，物性,（比重、粘度、比热及蒸发潜热等）。
4,各种系数（板效率和传热系数等）。
以下仅就理论塔板数、进料和馏出量一定的情况下,进料温度在150-180度范围内变动对其它方面的影响做粗略的分析。
由上表可以看出,进料温度由160升至180，回流量大幅度增加（为原来的1.57倍）。
冷凝器热负荷增加45%,而再沸器的热负荷几乎不变,原料的汽化率增加到原来的2.87倍。
由此可见,脱丁烷塔的精馏段对进料温度变动的灵敏度比较大而提馏段显示出的灵敏度比较低。
所以必须控制进料温度,自动控制设计条件应当规定进料温度在160以下,以期达到稳定生产的目的。
进料温度波动对其它设备的影响,也应予以考虑,如根据冷凝器热负荷的变化幅度,确定出相应的设计裕量。
由于对再沸器的影响微小,故其传热面的设计裕量可取得小些,甚至不加裕量。
实际的影响因素不止一个,经对各种因素分析做出明确的判断之后,再确定出最终设计值。
以上说明,经过灵敏度分析,可以确定出哪些设计变量对整个系统的技术经济指标和生产的稳定性影响比较大,以及设计裕量取多大才能弥补这些设计变量变化对系统所产生的不良影响。
一个复杂的系统,影响因素非常多,显然只靠直观和经验确定出合理的设计裕量是不可能的。
除此之外,有时还要考虑基础数据和计算公式的不准确性,设备制造和安装上的误差等的不确定性,以及由于结垢引起的传热系数随时间变化等的不确定因素现在已有方法能比较合理地估计这些因素来确定设计裕量。
过去,国内外在设计上有一个传统做法,即在实际承担的设计生产规模上,加一个总的安全系数。
例如,按计划生产量的115%进行设计,以防各种不测。
此外,在各局部的设计中,有时还按最不利的情况考虑,在总设计裕量15%的基础上,再加裕量。
这种不加具体分析,简单的处理方法,其后果是增加不必要的投资,在经济上造成浪费,有时这种浪费相当可观。
关于灵敏度分析和设计裕量的确定问题,近年来日益受到重视,已成为化工设计的重要课题。
有的以技术经济指标作为目标函数,而将灵敏度作为约束条件。
另一种做法是在进行系统最优化后,做灵敏度分析,估计某些设计参数不确定性对系统的影响,合理分配设计裕度。
四、技术经济问题为了节约能源,总要付出一定的代价所以在付诸实现之前,需对设计做出经济评价。
现以增设一台换热器为例,说明在设计中所应考虑的有关因素。
设每年耗用的设备费为F,每年回收能量的收益为E,二者与传热面的关系示于图1。
图2所示为传热面与利润之间的关系。
图中A、B为能源价格,N和M为使用年限。
对于能源价格为A,使用年限为N时,其最大利润时的面积为P,能源价格上涨为B时,则移至Q。
而当设备使用年限缩短为M年,能源价格为A，E保持不变,则传热面为R时利润为最大。
但利润绝对值最大并不是经济效益的唯一指标。
如F为10000元/年,E为13000元/年,而当F为10000元/年,E为104000元/年时,前者的利润率为30%,而后者只有4%,其利润率低于贷款利率,则这项投资无经济效益可言。
一般资金回收期短,利润率高,但若一味追求最高的利润率,则传热面趋近于零,其利润也趋近于零。
这是由于热回收率愈高,温差愈小,单位热回收量下降所致。
通常的做法是将利润率作为约束条件,谋求最大利润。
自能源危机以来,油价上涨的速度远比设备为快,对设计产生深刻的影响。
如在过去热交换器的设计中,于加大温差,减小传热面以减少设备投资。
而现在从节能角度出发,减小温差,增加传热面。
对于精馏塔,一般推荐回流比为最小回流比的1.1-1.2倍。
西德一家公司,在产品质量要求严格的丙烯一丙烷分离的设计中,采用最小回流比的1.05倍,其实质是以增加塔板数来节约能源。
而如何使固定资金操作费之间达到最佳平衡,正是过程优化所要解决的向题。
目标函数中的设备投资系数a是根据设备折旧率、限界利润率、贴现率和设备大修提成率等确定的。
既然能源、设备价格、折旧率、限界利润率等对设计有影响,就需要制定一套适应我国情况的经济评价方法。
我国现在与世界各国有着广泛的贸易往来,国际金融状况,市场价格的波动,无疑会对我国的经济发展带来影响。
如果经济评价方法不能客观地反映经济的发展,我们所追求的最大经济效益的目标将变得模糊不清。
五、化工系统工程在化工设计中的应用问题由于化工系统工程本身的复杂性,电子计算机成为不可缺少的工具。
甚至可以说,化工系统工程是电子计算机发展的产物。
今后仍将随着它在技术上的进步而不断发展。
但并非说,依靠电子计算机从理论上可以解决一切问题。
诚然,计算技术如运用得当,是可以指导实践,纯粹依靠实践进行摸索的过程,但实际的化工生产非常复杂,影响的因素越多,使所建立的数学模型符合生产实际相当困难。
而电子计算机的计算必须建立在可靠的数学模型上,困难是不能回避的。
在国外,化工系统工程应用于新开发的设计,要通过中试装置的试验来搞清主要设计变量与目标函数的关系,分析所获得的试验结果,以建立最优化的数学模型。
如上所述,化工系统工程涉及到系统工程、化工技术、技术经济、自动控制、电子计算技术等方面的理论和实践问题,它本身体现出问题的复杂性,需认真对待。
所以,在化工设计中,全面推广应用系统工程方法为时尚早,困难不少,仍有许多工作要做,但不能因此而裹足不前。
可以一方面加强基础性研究一方面选择比较简单的化工过程,从化工系统工程角度进行设计,不断积累有关电子计算机软件,使从事这方面工的设计人员逐步得到锻炼。
如果具备条件,也可做较复杂的化工系统工程设计。
应该看到,我国经过多年努力在这方面取得的成果。
北京燕山石油化学总公司东方红炼油厂的常减压装置的节能改造中,应用了化工系统工程方法,已于1981年投人运行,取得明显节能和经济效果。
山东齐鲁石油化学总公司炼油厂也进行了同样的改造。
改造后进人加热炉前的原油预热温度由原来的250左,提高到300左右。
能耗降低约四分之一。
每年节约的能量折合燃料油达1.4万吨(以每年处理200万吨原油计),改造投资73.17万元,每年全部收益约140万元,一年以内即可收回全部费用。
这个可喜的成果,早在1981年下半年已正式通过鉴定。
化工系统工程在化工设计中的应用,是化工设计中的一项重要改革,是提高设计水平和工程经济效益的必要手段。