探究基于统计和机理的化工工艺优化

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1、浙江大学硕士学位论文基于统计和机理的化工工艺优化姓名：隋保友申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：麻红昭;高鸿顺2000.3.1浙江大学硕士学位论文摘要试验设计和数学建模在化工工艺优化领域中有着广泛的应用，而随‘，，～一着计算机技术的飞速发展，其方法和理论在实践中又得到不断完善和发展。本文主要对试验设计和数学建模的基础理论知识作了较详尽的，’———、—～一阐述，并运用试验设计和数学建模进行了三个不同化工工艺过程的优化研究。

2、f本文的主要研究成果有：l■从试验设计表构造、数学模型以及数据处理等方面比较了正交设计和均匀设计的相同点和不同点。特别指出正交设计是

3、立足于方差分析模型的，试验设计的目的是用较少的试验次数给出模型中诸参数u、仪．、pj、h、q。以及仃：的最好估计。而均匀设计就是给定试验点数n，使偏差达到最小的n个点。正交设计可以采用非常方便的数据处理方法，而均匀设计则一般需采用回归分析。对多因素、多水平的试验，均匀设计可配置少于正交设计所需要的试验点。●介绍了化工过程机理建模常用的各种平衡关系和平衡方程，并对化工流程建模软件的现状作了简要阐述。·运用正交设计和回归分析对三醋酸甘油酯合成工艺条件进行了优化，所推荐的优化条件在中试试验中得到了验证，三醋酸甘油酯收率较小试提高了6个百分点，且反应温度比小试正交试

4、验的较好条件降低了15—20℃，减少了能量消耗。●用均匀设计、回归分析结合正交设计对水稳剂配方的研制进行了尝Il浙江大学硕士学位论文试，取得了较满意的效果。在高碱性条件下，碳钢挂片在添加X12．30mg／L、X264．50mg／L、X428．03mg／L、X5148．4lmg／L时，缓蚀率为96．93％，比优化前提高约12％。●运用机理分析的方法开发了胜利炼油厂气体分离装置的工艺流程机理模型，进行了以节能为目标函数的模拟计算，提出了改进方案，并就部分方案进行了工业应用．年节能创效约合176万元。●针对离线优化不能随着原料状况和设备特性的变化及时提出优化方案，

5、以及单纯使用机理模型进行优化时要求精度较高的工艺操作数据、详尽的分析数据、和精确而又切合实际情况的物化性质参数等诸多限制条件的缺陷，提出了胜利炼油厂气体分离装置在线优化系、统开发的总体新方案。＼7m浙江大学硕士学位论文ABSTRACTExperimentdesignandmathmodelinghavebeenwidelyappliedinchemicalprocessoptimization，andtheirmethodsandtheorieshavebeencontinuouslyimprovinganddevelopmeminpracticewitll

6、rapiddevelopmentofcomputertechnology．Thebasictheoriesofexperimentdesignandmathmodelingwerepresented，andthreedifferentchemicalprocesseswereoptimizedb)，experimentdesignandmathmodelinginthispaper．Themajorcontributionsofthispaperarestatedasfollows：●Thecommonanddifferentfeaturesoforthog

7、onaldesignanduniforlrldesignwerecomparedinsomeaspectssuchasthestructureofexperimentdesigntable，mathematicmodelanddataanalysis．ItiSespeciallypointedoutthattheexperimerttobjectiveoforthogonaldesignbasedonvarianceanalysisiStogetthebestestimatefora11parameterssuchasu，0【。，A，7k，rl】and6二i

8、nthemodel，whileinuniformdesignnexperimentdotsaregiven，theoneswhichresuRintheleastdeviation．Orthogonaldesignhasver3convenientmethodsfordatatra_q。saction，uniformdesignusuall3。usesregressionanalysistotransactdata．Uniformdesignneedsfewerexperimentdotsthanorthogonaldesignfortheexperimen

9、tswi也morefactorsand1evels．