过程模拟优化在化工工艺设计中的应用

过程模拟优化在化工工艺设计中的应用

王倩

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摘要：目前，我国科技在快速发展，随着我国计算机技术的发展，其在化工生产中的应用越来越深入。其中，最成熟的应用技术就是过程模拟优化技术。这种优化技术可以有效保证工艺设计的科学性[1-3]。基于此，应结合生产实际，深入研究过程模拟优化技术的应用，从而充分发挥出该技术的优势，为化工工艺优化设计提供基础保障。

关键词：过程模拟优化；化工工艺设计；应用

引言

为了保证整个化工企业的生产效益，企业需要按照特定的流程来进行单元操作，从而提高整体的生产效率和质量。如果在进行正式生产之前，化工企业可以对现有的化工工艺进行模拟分析计算，就可以及时发现工艺设计中存在的不足，及时纠正，减少生产成本，提高生产效益。因此，为了进一步提高化工企业的经济效益，做好化工工艺的合理设计十分重要，技术人员要加强运用过程模拟优化技术来调整和优化化工工艺，为企业提供最优的工艺设计方案，保证整个生产的合理性。

1过程模拟的内涵概述

化工领域所应用的过程模拟就是借助于利用过程模拟系统与化工装置有关的数学模型，对化工工艺设计方程进行优化，从而达到优化化工工艺的目的。大部分化工工艺设计中所应用的过程模拟都可以分为范围开式过程模拟和控制式过程模拟两类。过程模拟依托于计算机技术而产生，目前已经被广泛应用到了多个领域和行业当中，其中最具代表性的就是过程模拟在化工工艺设计中的应用。在化工生产的过程当中，需要根据工艺要求独立控制化工工艺的变量，在实际设置好每个单体内部参数变量后再串联起来形成一个个稳定的工艺单元，最终实现控制整个装置车间单元操作，确保整个化工工艺车间的顺畅运行。在这个过程中会涉及到多个化工工艺环节，只有保障各个流程和环节的顺畅衔接、有序配合以及对其稳定、精准的控制才能够确保化工生产的质量，达到节能、降耗、安全生产的目标。而如果可以借助过程模拟的技术对化工工艺进行设计，就可以及时发现化工工艺流程中存在的问题和漏洞，从而针对性地进行优化和修整，以此来降低在实际生产过程中的纰漏和安全隐患，减少化工生产过程中造成的经济损失，维护化工企业的经济效益，这也是过程模拟优化技术最为关键的价值。此外，通过在化工工艺设计中应用过程模拟，还可以对化工生产工艺流程中的不可控因素进行有效地把控，减少化工生产过程中的不利因素及干扰，通过流程的优化、参数和结构的调整提高化工生产的品质，为化工产品的品控提供支持。

2化工过程模拟优化技术应用

2.1化工过程模拟技术

随着科技的进步与计算机技术的发展，化工反应被更多的运用在各个领域与技术当中，同时也伴随着更多更好的创新，正确有效的运用计算机技术来模拟化工生产的过程，逐渐成为工艺设计中的重要组成部分，为企业的经济与技术带来提升。我们将过程模拟用于计算化工工艺的数据，可以分析的数据包括压力平衡、相比平衡等其他方面的相关数据。纵观化工模拟技术的全过程，从原材料到原材料处理，再到化学反应与产物处理，确定好操作的难易程度后定下最佳的经济点，模拟技术就可以根据生产流程对生产过程进行模拟与故障诊断，从而减少支出实验成本，为产品研发与创新也开辟了顺畅的路。

2.2化工过程模拟优化软件

其实传统的化工生产过程可能会存在诸多不足之处，因此，企业需要运用合理的化工模拟技术来优化工艺过程，最终才能够提升化工生产时的科学性，并提升整体生产的效果。但是，在真正模拟和优化化工系统时一定要采用相应的技术来进行支撑，并让各类模型发挥更好的作用。在实现生产优化的过程中确实也能够规避诸多不良问题。早在上世纪60-70年代，化工过程模拟技术就已经被广泛地应用于化工生产中，但是化工过程模拟技术是各大研究所开发最早和应用最好的一项技术。多数化工模拟软件主要是由不同的原料物资数据、操作单元模块库、数据输入、信号输出和网络通讯等不同的部分组成。此外，在优化化工过程时可以通过组建合适的单元模型来让其发挥更好的作用。目前常见的化工过程模拟软件数量较多，常见的软件主要是由CAPES软件以及ASPEN软件组成。另外，如果能够以建立的模块为基础来灵活地运用SIMMOD技术自然可以实现对应的目标。在实践过程中，只有有效地运用模拟优化软件才能够让不同的化工技术发挥更大的作用。

3过程模拟优化技术在化工工艺设计中的应用

3.1生产设备的改造及优化

过程模拟优化技术在化工工艺设计中最为关键的应用体现在对化工生产设备进行改造及优化方面。通过在化工工艺设计中应用过程模拟优化技术，可以在传统的化工工艺设计方式的基础上利用计算机技术对化工生产设备进行改造，优化各项参数，从而达到最佳的工艺条件，借助于此达到节能减排、控制成本、提高效益的目标。在目前大部分化工工艺设计当中，最为常用的过程优化模拟就是稳态模拟技术，借助于这一手段可以首先通过稳态模拟技术获取并分析化工工艺参数，再利用动态模拟手段进行实时的检测和调整，达到优化化工工艺的目的。通过将稳态模拟与动态模拟相结合，发挥各自的价值，可以对复杂的化工生产装置进行操控，达到设备改造和优化的目的。

3.2新装置设计

通过新装置设计进行化工过程的模拟，可以有效发挥模拟优化技术，不仅可以准确的计算出能量平衡和物料平衡，同时还可以对后续工艺的设备参数进行优化及调整，必要时可进行修改。在这其中，针对诸如气体分馏装置、乙烯装置等的设计，模拟过程可以得到更好的效果和数据，同时新装置设计还可以用于检验生产操作的规范合理与否。细化模拟软件的功能，可以分为以下六点：第一，针对实际生产中遇到的难易攻克的技术难关，可以通过模拟装置进行参数与结果的提供，从而反馈给技术人员进行瓶颈突破与技术改进；第二，可以由模拟软件判断各类装置是否处于正常或优化状态，使技术人员由此判断是否需要改进；第三，装置一旦异常，即可通过模拟发现异常点从而解决异常问题；第四，模拟技术并不要求企业有实际投入，仅依靠计算机模拟就可完成优化与调整，可有效降低能耗；第五，模拟软件对于技术人员的素质培养具有积极影响作用；第六，模拟软件可以为装置的技术改革与改造提供保障。

结语

过程模拟优化技术对化工工艺设计有非常重要的促进作用，不仅能为技术人员提供各种数据信息，有助于进行装置、工艺、设备的改造、优化，还能落实节能、降耗理念，促进化工产业的可持续发展。最重要的是，能大幅度提高化工工艺设计的科学性和合理性，提升化工生产的经济效益，增强化工企业的核心竞争力。

参考文献

[1]诸葛绍渊，周音.过程模拟优化在化工工艺设计中的应用[J].化工管理，2021(30):107-108.

[2]陈志东，胡文勇.化工工艺设计中的过程模拟优化技术研究[J].化工设计通讯，2021,47(8):46-47.

[3]李跃.浅议过程模拟优化在化工工艺设计中的应用[J].现代盐化工，2020,47(4):59-60.

[4]林晓辉，伊海亮.过程模拟优化在化工工艺设计中的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019,39(14):199-200.

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[6]李跃.浅议过程模拟优化在化工工艺设计中的应用[J].现代盐化工,2020,47(04):59-60.