13PSE－6过程系统的合成.pdf

过程系统工程 Process Systems Engineering 代正华 chinadai@ecust.edu.cn 许建良 xujl@ecust.edu.cn 实验9楼A-503 第 1 页 第六讲 过程系统的合成 主要内容：  概述  换热网络的合成  系统的热集成 第 2 页 概述  过程系统的合成 对不确定过程系统的优化，通常给定输入、输出或仅给 定其中之一，要求求取能使目标函数最优的最佳过程系 统，称为过程系统合成或过程系统综合。  系统合成的主要任务 选择合适的单元设备，确定设备之间的最优联接方式和 最优操作条件，用给定的原料来生产所要求的产品，使 生产成本最低，并能保证安全可靠，对环境的污染最小。 第 3 页 概述  系统合成研究的主要内容 主要包括反应路径的合成、分离序列的合成、反应器网 络的合成、换热网络的合成、生产合流程的合成以及控 制系统的合成。从大量的可行方案中挑选一个或者几个 次优的方案由于系统合成问题的不确定性，有关整个过 程系统的合成研究得还很不够。有待进一步研究和发展。  过程合成的主要困难 1 并不是所有的目标函数都能定量化，如安全性 2 物性数据不全 3 可行的系统结构、设备排列方案数太大 第 4 页 概述  系统合成步骤 1 决定过程的目标函数 2 建立评价过程的目标函数 3 选择达到过程目的的工艺路线 4 将问题分解成若干相互关联的子问题 5 按选择的工艺路线，实现过程的目的  系统合成的关键 过程问题的描述、评价和判断决策。即如何使搜索空间 缩小。 第 5 页 用户的规定和目标 概述 系统合成 一个化工流程 系 统 系统模拟 合 数据库 成 系统的物料能量衡算 单元过程的设计计算 过 程 费用计算T 经济指标 决策变 量优化 结构优化 1 单元过程替换 最优