綜合建模方法和先進(jìn)控制技術(shù)在兩個(gè)化工過程中的應(yīng)用.pdf

1、本文的內(nèi)容一共分為三大部分.第一部分是綜述.包括關(guān)于化工過程建模問題和化工過程控制問題的綜述.分別在第1和第2章討論.第二部分是關(guān)于L-苯丙氨酸工藝過程中苯丙酮酸生產(chǎn)過程的研究,包括第3、4、5章.L-苯丙氨酸是一種重要的醫(yī)藥、食品工業(yè)原料.我國目前還不能進(jìn)行大批量工業(yè)化生產(chǎn).自1980年代后期,在我國著手進(jìn)行了L-苯丙氨酸生產(chǎn)技術(shù)的研究和開發(fā).但至今沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn).主要原因是成本較高,產(chǎn)品缺乏市場競爭力.我校開發(fā)的酶法合成L

2、-苯丙氨酸生產(chǎn)技術(shù),具有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的前景,其中苯丙酮酸的生產(chǎn)過程是最重要的工序.由氯芐雙羰基化反應(yīng)生成苯丙酮酸是L-苯丙氨酸生產(chǎn)工藝的重要環(huán)節(jié).本文在第3章將機(jī)理方法與統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合,建立了氯芐雙羰基化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型.在第5章中進(jìn)一步利用很少量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與非線性回歸分析相結(jié)合的方法,建立了能夠較好反映該過程操作特性的本征模型.在此基礎(chǔ)上,提出了基于內(nèi)?？刂坪屯茢嗨枷氲目刂品桨?初步的仿真工作證明了這一先進(jìn)控制

3、方案的可行性.在第4章中,本文研究了苯丙酮酸鹽結(jié)晶過程晶體粒度分布的模型化問題.晶體的粒度分布反映了結(jié)晶過程操作的質(zhì)量,需要嚴(yán)格加以控制.第三部分是關(guān)于丁二烯精餾裝置建模與先進(jìn)控制的研究、開發(fā)工作.包括第6、7、8章.在第6章中,本文提出了(Delta V)工業(yè)DCS通訊方案,低成本地解決了現(xiàn)場數(shù)據(jù)通訊問題,為后續(xù)的建模和控制工作提供了方便.在第7章,本文采用多種回歸分析方法(線性回歸、非線性回歸、具有動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)幕貧w以及利用過程微分信息

4、的回歸分析方法等),建立了5個(gè)丁二烯精餾系統(tǒng)的軟測量模型.由于建模方法的簡潔實(shí)用性以及在線校正模塊的有效可靠性,保證了這些軟測量模型能夠很好地實(shí)現(xiàn)精餾塔成分的在線軟測量.現(xiàn)場運(yùn)行效果很好,為操作人員提供了操作依據(jù),并為實(shí)施先進(jìn)控制策略奠定了基礎(chǔ).本文在第8章中設(shè)計(jì)了該丁二烯精餾系統(tǒng)的先進(jìn)控制系統(tǒng).該控制系統(tǒng)一共包括4個(gè)控制回路,分別為基于上述軟測量模型的推斷控制、復(fù)合推斷控制、約束推斷控制以及優(yōu)化推斷控制.這些控制回路都已經(jīng)實(shí)際運(yùn)行,并