TE过程介绍教学内容

1、TE过程介绍I.Tenessee Eastman 过程介绍Tenessee Eastman(TE延程是 Downs等人基于几 Tenessee Eastman化学公司某实际化工生 产过程提出的一个仿真系统，其具体流程见图 2 l.在过程系统工程领域的研究中 ，TE过程是一 个常用的标准问题(Benchmark problem),其较好地模拟了实际复杂工业过程系统的许多典型特征，因此被作为仿真例子广泛应用于控制、优化、过程监控与故障诊断的研究中。TE过程包含四种气体原料A、C、D和E两种液态产物 G和H,还包含副产物F和惰性气体B,其中进行的不可逆放热化学反应如下：A(g)+C(g)+D(g)

2、G(liq)产物 1A(g)+E(g) F(liq)副产物3D(g) F(liq)副产物整个过程主要包含五个操作单元：反应器、冷凝器、循环压缩机、分离器和汽提塔。气态反应物进入反应器，生成液态产物，反应速率服从反应动力学中的Arrhenius函数。产物和残余反应物经过冷凝器冷却后进入汽液分离器，分离得到的气体通过压缩机进入循环管道，与新鲜进料混合送入反应器循环使用，分离得到的液体经过管道10进入汽提塔进行精制，从汽提塔底得到的流股中主要包含TE过程的产物G和H,送至下游过程。TE过程总共包括12个操纵变量和41个 测量变量。根据产物中G和H的质量比的不同，TE过程有7种标准的运行模式或工况。T

3、E过程是开环不稳定的，许多研究者提出了该过程的控制方案，较为广泛被引用的有基本控制(Base Control)，分散控制(Deeentralized Control)和厂级控制(Plant - wideeontrol)0,04这三种 控制策略(为表述简要，分别将这三种控制策略称为控制策略1、2、3)。Downs和Vogel为TE过程设计了二十种故障，用于模拟实际工业过程中常见的故障和扰动，具体描述见表 2-1°TE过程广泛应用于过程控制、监控、操作优化等方面。在本文的其它章节中,TE过程也多次作为研究对象和例子。IkJI74产物小TI 及陶履图2-1TE过程的工艺流程图,9xrltv

4、H冲者水入I丹心木l；i I表2-1 1E过程故海列表.蹲ft? $4 5 57x91 ut 13456789 0IT 1 11 U 1 11 -I故障描述疏进料比值变化，B含量不充至百 B含量变化，ZC送料比值不变（音递4） D进料混度变化（管道2） 反应器令却水入口温度变化 冷凝器冷却水入口温度变化 A供给量损失（管暹IJ 匚伊母管压力头强失（管道4） A,以C供给量变化管谩4） 口进料流度变化（带遒2） C边抖浴度变化（昔道2） 反应器令却水入口温度变化 冷凝着冷却水入口温度 反应动力学舂数 反应器险却水阀 冷斑番冷却水阀c Lx fv- CA- TM IL Tw fu tl 昭r 静期

5、野联昌盼欧出下相电制净 分阶阶阶除除阶迪里S嵬琥ft缓例略知知知知知if -IT llz lk网网才用月片月1.1.1田纳西一伊斯曼过程介绍田纳西一伊斯曼过程（TennesseeEastman, TE）过程是由伊斯曼化学品公司创建 的，目的是为评价过程控制和监控方法提供一个现实的工业过程。该过程是基于一个真实工业过程的仿真，作为比较各种方法的数据源，已在故障检测与诊断方面得 到了广泛的应用93。TE过程包括五个主要单元：反应器、冷凝器、压缩机、分离器和汽提塔，如 图2.7所示，共有41个测量变量和12个控制变量。气体成分 A、C、D和E以及 惰性组分B被喂入反应器，液态产物 G和H在反应器中形成。反应器的产品流通 过冷凝器冷却，然后送入到汽/液分离器。从分离器出来的蒸汽通过压缩机再循环 送入反应器。为了防止过程中惰性组分和反应副产品的积聚，必须排放一部分再循 环分流。来自分离器的冷凝成分（流10）被泵送到汽提塔。流4用于汽提流10中的 剩余反应物，这些剩余反应物通过流 5与再循环流结合，从汽提塔底部出来的产品 G和H被送到下游过程。副