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前沿研究丨过程工业智能优化转型期

Engineering 中国工程院院刊 2021-06-17



为应对中国产业结构转型的重大需求,推动过程工业转型和发展,本期专题研究了当前世界石油化工行业整体存在的主要问题,包括在决策、运营、效率和安全以及信息集成等方面的局限性和问题。


《Engineering》2017年第2期发布了“过程工业”专题,对如何积极应对全球化制造新形势带来的机遇和挑战,有效利用现代信息技术,解决目前流程工业在经营决策层面、生产运行层面、能效安全环保层面以及信息集成层面存在的瓶颈问题展开了专题研究。

Contents

Editorial


智能优化制造:流程工业转型发展的关键

钱锋


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走向更加绿色和智慧的过程工业

葛蔚,郭力  等


Research


Smart Process Manufacturing

流程工业智能优化制造的基础理论与关键技术

钱锋,钟伟民  等

本文剖析了当前流程工业在经营决策层面、生产运行层面、能效安环层面和信息集成层面存在的主要问题,提出了利用现代信息技术从生产、管理以及营销全过程优化出发,推进以高效化、绿色化和智能化制造为目标的流程工业智能优化制造的愿景目标。


流程工业智能制造展望:过程系统工程师面临的挑战

Ian David Lockhart Bogle

讨论了流程工业智能制造对过程系统工程(PSE)研究人员提出的挑战。


人工与自然再利用二氧化碳生产二甲醚:我们是否更接近?

Mariano Martín

使用数学优化方法来分析和比较将人工方式获取或以木质纤维素生物质的形式天然获取的二氧化碳(CO2) 用于生产相同产物二甲醚(DME) 的设备。


烯烃生产新趋势

Ismaël Amghizar, Laurien A. Vandewalle  等

将最有潜力的替代术与传统的蒸汽裂解工艺进行了对比,着重强调了这些替代术的主要瓶颈。


炼油和石化行业的智能制造

袁志宏,覃伟中 等

展示了石化行业内称为“智能制造”的几个应用案例,包括由大数据驱动的催化裂化装置故障检测、对炼油厂现场的规划和调度进行优化等。


数据驱动选矿过程优化研究进展

丁进良,杨翠娥  等

简述了基于数据驱动的混合智能优化方法和技术在提高选矿过程全流程运行指标性能方面的最新进展。


非线性调合调度问题全局优化

Pedro A. Castillo Castillo, Pedro M. Castro  等

提出了一种新型的全局优化算法,用于求解基于连续时间汽油调合调度模型的混合整数非线性规划问题,它与商业求解器具有同等水平,但是在计算速度上稍逊于启发式算法。


不确定条件下采用精确参数规划的非线性模型过程操作

Vassilis M. Charitopoulos, Lazaros G. Papageorgiou  等

提出了新的两(多)参数规划(mp-P)启发算法以求解混合整数非线性规划(MINLP)问题,并着重说明了算法在过程综合问题中的应用。


过程操作性能的在线评估与诊断

Shabnam Sedghi, Biao Huang

研究建立了一个用于多模态、多操作区域的典型过程的最优性评估,该方法也能够处理模态切换时的过渡状态的最优性评估。


炼油工业中的上游操作:静电聚结器的严格建模

Francesco Rossi, Simone Colombo  等

从基本原理出发对影响静电聚结器性能的主要现象进行了描述,并主要针对静电聚结器装置建立了数学机理模型,在装置的设计、反应预测、性能监控以及优化中都能起到良好的作用。


单乙醇胺碳捕集工艺大规模工业化应用:提高非平衡级速率模型的预测精度

Xiaobo Luo, Meihong Wang

论述了关于通过升级参数和多级模型验证来开发一个更精确的基于乙醇胺碳捕集过程的非平衡级速率模型。验证结果表明此模型比其他三个经典模型具有更高的精度,试验规模的流程模拟结果和实验数据吻合很好,设计降低了吸收塔和解析塔的填料高度并减少了CO2特征热负荷。


包括二氧化碳封存的页岩气网络设计和操作之间的相互作用

Sharifzadeh Mahdi, Xingzhi Wang  等

本文解决了页岩气设计和操作决策之间的相互作用的问题。


碳配额市场下以乙醇胺溶液进行碳捕集的电厂的优化竞标和运行:基于强化学习Sarsa时间差分算法的解决方案

李子昂,丁正桃  等

对于处在碳配额市场条件下以乙醇胺进行碳捕集的燃煤电厂,本文应用了基于强化学习的Sarsa时间差分算法为其自行搜寻一种统一的竞标和运行策略。


Climate Change

华北地区持续性强霾事件发生的环境与动力条件

丁汇,吴萍  等

总结了近期针对华北地区霾的长期变化特征持续强霾事件发生的环境和动力条件方面研究。


全球2℃温升目标与应对气候变化长期目标的演进——从《联合国气候变化框架公约》到《巴黎协定》

高云,高翔  等

从“全球2°C 温升目标”的由来、IPCC 围绕《联合国气候变化框架公约》第二条开展的系列评估,以及不同政治层面对温升目标的推动等几个方面,分析了国际应对气候变化长期目标的演进过程,及其对未来科学评估、谈判进程和全球低碳发展走向的影响。

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