过程系统工程

张冰剑(020)84113731过程系统工程

PSE(ProcessSystemEngineering)教材“十一五”国家重点图书过程系统工程主编：姚平经2009年6月华东理工大学出版社（1）杨友麒，《实用化工系统工程》，化学工业出版社，1989（2）杨冀宏，麻德贤，《过程系统工程导论》，烃加工出版社，1989（3）姚平经，《化工过程系统工程》，大连理工大学出版社，1992(第一版)（4）姚平经，《全过程系统能量优化综合》（大连理工大学教授学术丛书，95卷），大连理工大学出版社,1995（5）RuddDF,ProcessSynthesis,1973（6）LinnhoffB,UserGuideonProcessIntegrationFortheEfficientUseofEnergy,1982,1994（7）DouglasJM,ConceptualDesignofChemicalProcesses,1988参考书从《过程系统工程》中能学到什么?学习(或学完)一门新课时，思考一些问题我能学到什么?我有什么收获?未来的影响绪论过程系统工程主要内容什么是过程系统工程？过程系统工程层次结构和任务过程系统工程的核心思想过程系统工程的工具过程系统工程的发展趋势课程安排什么是过程系统工程?第一部分什么是过程工业？过程工业(ProcessIndustry)也称流程工业，通常是指通过物理变化和化学变化进行的生产过程，其原料和产品多为均一相（固、液或气体）的物料，而非由零部件组装成的物品。其产品质量多由纯度和各种物理、化学性质表征。化工、炼油、冶金、轻工、建材等行业均属过程工业。过程系统(ProcessSystem)过程工业的特点现代过程工业愈来愈注重于物料、能量的综合利用。多次循环复杂网络系统。过程工业向高效、节能、洁净型发展。过程系统模型为具有高度非线性的代数、微分(偏、常微分)方程混合组成的数学模型，模型中包含大量的过程参数和高维状态变量，且高度交联、耦合。现代过程工业操作可调、工艺灵活、产品多样、控制系统化的特点。

由相互联系、相互作用的若干“构成要素”组成的具有特定功能的有机整体。什么是系统？系统＝f(组成要素，结构，功能，环境）从系统统工程程到过过程系系统工工程二战时时的运运筹学学，1950年代MIT开设《系统工工程》课程。。1978年9月27日钱学学森等等在《文汇报报》发表了了《组织管管理的的技术术——系统工工程》。过程系系统工工程:1960年代,单元过过程的的优化化到系系统优优化,过程系系统的的模拟拟、放放大、、设计计与控控制。。2008年9月28日什么是是过程程系统统工程程（1）“如何选选择优优化了了的单单元设设备及及其间间的联联结关关系来来组成成一个个化工工过程程系统统，从从给定定的原原料生生产一一定的的产品品，在在最少少的总总费用用和最最小的的环境境污染染条件件下安安全地地生产产，并并在运运行中中采取取和保保持最最优的的操作作条件件”。。Westerberg,A.W.,Computer-assistedprocessandcontrolengineering.InFrontiersinChemicalEngineering--Researchneedsandopportunities.NationalAcademyPress,WashingtonDC,1988:135什么是过程程系统工程程（2）--化学----------化学工程学学------系统科学--过程系统工工程化学、化学学工程学和和系统科学学的交叉融融合依据化学和和工程原理理，引入系系统论、信信息论、控控制论，研研究产品设设计、过程程设计和化化工生产系系统的规律律，扩展和和创新模型型化理论、、优化算法法和控制策策略。揭示化工过过程和系统的规规律科学问题调控过程系系统的特性性技术问题-分子--分子簇--颗粒--界面—多相系统--单元--过程--系统-----过程系统工工程是一个个交叉学科科化学工程学学信息论控制论应用数学运筹学…过程系统工工程层次结结构和任务务第二部分控制运行设计管理营销投资硬件技术系统软件技术系统定常生产运营营销再生产集成信息系统集成ERP集成设计过程系统层层次结构过程系统工工程的三大大任务过程模拟和和分析过程优化过程综合目前，研究究的热点已已经从静态态的设计优优化转移到到动态的运运行优化，，或者设计计－运行联联合优化。。(1)过程系统模模拟(Simulation)单元模拟：：如分馏、、换热和闪闪蒸等流程模拟：：如炼油工工业装置流流程模拟，，化工流程程模拟等(2)过程系统优优化(Optimization)参数优化：：如温度、、压力和流流量等结构优化：：设备类型型、设备更更新、设备备间的联结结等(3)过程系统综综合(Synthesis)过程系统综综合的主要要课题：（a）反应路路径的综合合（（b）反应器网网络综合（c）换热器器网络综合合（（d）分离序列列综合（e）公用工工程系统综综合（（f）控制系系统综合（g）全流程程系统综合合（（h）过程系统统能量、质质量集成

待综合的过程系统给定的或可可选择的输输入所要求的或或希望的输输出(a)直观推断法法(Heuristic)(b)调优法(Evolutionary)(c)分解法(Decomposition)(d)结构参数法法(Structuralparameterapproach)(e)人工智能(Artificialintelligence)综合方法：：过程系统工工程的核心思想想第三部分过程系统工工程的核心心思想全局(系统)优化过程系统创创新！关键：如何何通过优化化的单元构构筑优化的的系统？过程系统工工程的工具第四部分过程系统工工程的主要要工具流程模拟软软件通用建模语语言求解器AspenPlus(AspenOne)，PRO/II，流程模拟软软件，炼油油厂流程模模型化和模模拟的工具具，包括物物性库、多多种热力学学模型、化化工单元过过程模型，，如分馏、、混合、传传热等，能能够模型炼炼油厂各主主要生产装装置。AspenPlus(AspenTech)、PRO/II(SIMSCI)流程模拟和和分析工具具Petro-SIM是基于HYSYS.Refinery的一个多功功能的图解解式流程模模拟模型。。它将KBC专有的Profimatics技术和工业业化证明成成熟的工艺艺相结合，，更好地为为炼油厂和和石化厂建建立单元优优化和生产产计划模型型，使炼油油化工厂利利润达到最最大化。Petro-SIM(KBC)过程系统建建模和分析析工具过程建模和和求解工具具，提供可可视化的模模型界面，，标准化的的数学语言言，可求解解大型数学学规划模型型，如线性性规划、混混合整数规规划和非线线性规划。。GAMS、LINGOPIMS是基于线性性规划，为为炼油厂建建立生产计计划模型的的软件，包包括原油切切割优化，，调和优化化等，使炼炼油化工厂厂利润达到到最大化。。PIMS(AspenTech)过程系统工工程的发展趋势势第五部分过程系统工工程的发