制备碳酸二甲酯的新型反应蒸馏设备

开发了以填料蒸馏塔与多釜汽液相串联反应器组合的新型反应蒸馏设备，在此设备中研究了以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯的反应，实现了碳酸丙烯酯的高转化率与高收率；考察了反应物进行料量、进料酯比、回流比、蒸馏塔底加热量（或温度）、停留时间等工艺操作条件对塔顶、塔底组成分布的影响。     

改性KL沸石催化合成碳酸二甲酯

采用固相研磨法制备KOH负载于KL型分子筛的非均相催化剂KOH/KL,用于催化碳酸丙烯酯和甲醇合成碳酸二甲酯反应,探索其在不同KOH负载量、焙烧温度下对催化性能的影响;采用X线衍射仪(XRD)及N2吸附仪进行表征分析。结果表明:焙烧温度为400℃、KOH负载量为30%的催化剂L型骨架结构未被破坏,活性组分很好地分散在孔道中;在反应温度为70℃,反应4 h的条件下,碳酸丙烯酯转化率达到49.5%。     

ZnO/NaY催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

通过浸渍法制备了ZnO/NaY催化剂,采用XRD、BET、异丙醇探针反应等手段对其物化性质进行了表征,并考察了催化剂对尿素和1,2丙二醇在固定床反应器上减压条件下合成碳酸丙烯酯的催化性能.结果表明:负载适量的ZnO没有改变NaY分子筛的骨架结构,且ZnO高度分散于NaY分子筛表面.当ZnO质量分数为5%时,催化剂表现出较好的催化活性,尿素的转化率和碳酸丙烯酯的收率分别达到86.2%和82.3%.N2气氛下异丙醇探针反应结果表明,催化剂表面的酸性位与碱性位分布直接影响催化剂催化活性.     

碳酸丙烯酯-FCC汽油萃取精馏耦合重组分加氢脱硫脱氮研究

开展了FCC汽油萃取精馏耦合重组分加氢脱硫脱氮的研究。首先在连续萃取精馏小试装置上,以碳酸丙烯酯为萃取剂考察萃取精馏的脱硫效果。在优化工艺条件下,塔顶低硫精制油收率达63.2%,硫氮质量浓度分别为29.4 mg/L和1.3 mg/L,脱硫率和脱氮率分别达84.5%和97.4%。类型硫分析结果表明,碳酸丙烯酯对含氮化合物及噻吩衍生物在内的大部分类型硫具有很高的选择性,但对噻吩的选择性稍弱。随后在小型固定床上采用FGH-31催化剂对富硫重组分进行加氢脱硫,在优化操作条件下重组分加氢后硫、氮质量浓度分别降至9.5 mg/L和12 mg/L,脱硫率和脱氮率分别达97.4%和91.8%。萃取精馏的低硫、低氮和低芳精制油和经过加氢脱硫后的重组分均可作为优良的欧Ⅳ汽油调和组分。     

滴流床上葡萄糖催化加氢合成山梨醇新型催化剂的研究

研制出一种适合滴流床反应器的葡萄糖加氢制山梨醇的新型催化剂。在优化操作条件下，葡萄糖的转化率达98．5％。山梨醇的选择性达98％。     

基于实数编码遗传算法的发酵过程优化控制

针对谷氨酸发酵过程的复杂性,利用人工神经元网络建立了谷氨酸发酵过程的动态数学模型,并利用实数制编码的遗传算法,采用过程整体优化的思路,以发酵过程中糖转化为谷氨酸的转化率为优化目标对发酵过程的多个操作变量同时进行优化,得到各个操作变量的最优控制轨迹.考虑到发酵过程中流加操作的重要性,将流加操作开始和结束的时间作为控制变量进行了优化.与产酸率为优化目标的仿真结果比较表明,该方法使发酵过程转化率有很大提高,且产酸率也接近于后者的最优产酸率.     

谷氨酸发酵调优操作模型

以谷氨酸发酵的产酸率，转化率及生产能力为优化目标，对谷氨酸工业生产过程中所涉及的工艺条件进行回归，建立了一套好的调优操作模型．计算表明，运用调优操作于谷氨酸发酵具有很大的潜力．     

钾盐修饰KK分子筛催化酯交换反应合成碳酸二甲酯

考察了钾盐修饰的KX分子筛作为固体碱对碳酸丙烯酯和甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯的催化性能。结果表明,催化活性随着负载钾盐的种类的不同而变化,KOH／KX和K2CO3／KX给出了高的碳酸丙烯酯转化率和碳酸二甲酯产率。XRD,FTIR和TPD表征表明,催化剂的碱性主要来源于钾盐与KX表面的反应,相应于678K以上催化剂的甲酸TPD峰对应的碱性位是酯交换反应的活性位。     

非异氰酸酯聚氨酯的合成及其动力学

以4,4'-二胺基二环己基甲烷(PACM)和碳酸丙烯酯(PC)为原料,合成了非异氰酸酯聚氨酯PACC,通过红外、核磁共振对其进行了表征。同时研究了4,4'-二胺基二环己基甲烷和碳酸丙烯酯合成PACC的反应动力学,发现PACM/PC体系的反应级数为1.982,表观活化能为33.91 k J/mol,指前因子为1.064 min~(-1)。当反应温度为120℃时,体系的转化率可达80.1%。     

非异氰酸酯聚氨酯的合成及其动力学研究

以4,4"-二胺基二环己基甲烷(PACM)和碳酸丙烯酯(PC)为原料,合成了非异氰酸酯聚氨酯PACC,通过红外、核磁共振对其进行了表征。同时研究了4,4"-二胺基二环己基甲烷和碳酸丙烯酯合成PACC的反应动力学,发现PACM/PC体系的反应级数为1.982,表观活化能为33.91KJ/mol,指前因子为1.064 min_-1。当反应温度为120℃时,体系的转化率可达80.1%。     

专用炉混装模式下作业计划优化方法

针对钢铁企业热装作业中专用炉混装作业计划编制难题,建立了一体化作业计划优化模型,并提出基于优化与简单仿真相结合的多步骤优化方法进行模型求解.在给定工艺参数情况下,提出的算法可快速给出优化的、一体化专用炉混装作业计划及冷装、热装板坯的详细作业时刻.模型给出的优化结果满足工业实际需求,作业计划具有较强的可行性及可操作性.     

配电网络无功补偿的优化模型与算法

提出了配电网络无功补偿的优化模型,它以年总支出费用为目标函数,以潮流方程和运行限量作为约束条件,并采用罚函数和变尺度法来求解这一非线性规划问题,这一优化模型是充分考虑配电网的特点和实际运行条件而作出的综合优化模型。     

大型天然气管道稳态运行优化研究

针对天然气长输管道压缩机站运行能耗高的问题，基于动态规划法，建立以大型天然气管道压缩机站总能耗最低为目标函数的管道运行优化模型，确定压缩机开机数量和出站压力为优化变量。根据此优化模型，求解西气东输一线管道算例，该算例管道规模庞大（含22座压缩机站和32台压缩机，管线全长3 840 km，设计年输量为170×10⁸ t），优化模型可在60 s内求解得出结果，动态规划法求解快速有效。根据优化结果，优化运行方案比运行日报表中增加了2台压缩机的开机数量，管道总压降减少了3.40 MPa，燃气轮机组平均效率提高了4.234%，电驱机组平均效率提高了4.875%，压缩机总功率减少187 20.38 kW，生产单耗减少16.24 kgce/（10⁷ Nm³·km），可大幅降低西气东输一线管道的总能耗，证明了所建优化模型的正确性和可行性。     

飞行保障过程中车辆调度仿真优化

建立了飞行保障过程中车辆调度模型,设计了基于禁忌搜索(Tabu Search)的车辆资源配置的优化算法。并利用Arena内嵌的VBA技术和VBA block模块将仿真模型与优化算法集成起来,实现了控制仿真模型、集成优化算法以及向仿真模型重新输入参数3个功能,构成车辆调度仿真优化系统。利用该系统,得到了在单机保障时间最小情况下的最优车辆数配置方案。其运行效率比用Arena自带的优化工具OptQuest提高7倍多。     

含储能系统及风电的电力系统动态经济调度

风电的随机性和波动性给传统的调度带来困难,为此在模型中引入储能系统,分析了储能系统对含风电的电力系统经济调度的影响,尤其是对系统调峰的影响。将含风电和储能系统的经济调度描述为一个非线性优化问题,建立了一个风电场与储能系统相配合的清洁经济调度模型,其目标函数在传统火电机组运行费用的基础上兼顾了火电的排污成本,寻求经济和环保总成本的最优解,采用粒子群算法对该模型进行求解。通过6机系统算例分析,表明该模型能够有效地控制储能系统的出力;储能系统的引入可明显降低系统的运行费用,尤其是火电机组调峰的费用,且提高了风能利用率。     

使用AVL数据的公交到站时间CEEMD-LSTM预测模型

准确的公交到站时间预测具有重要意义，但现实公交运行受突发路况影响，运行速度具有非平稳性，本文结合时序特征处理技术和深度学习，建立一种使用AVL数据预测公交到站时间的互补集合经验模态分解-长短期记忆神经网络模型。模型收集公交自动车辆定位数据，经预处理后引入互补集合经验模态分解平稳化公交运行速度，再借助Adam参数寻优后的长短期记忆神经网络对福州市303路公交某日早高峰公交到站时间进行预测。结果表明：优化的公交到站时间预测模型平均绝对误差比单一模型低了1.69min，预测精度高于长短期记忆神经网络模型和经验模态分解的到站时间预测模型，可有效地为安装车载自动车辆定位系统的公交线路预测公交到站时间提供参考。     

基于测评理论的线路运维作业方式优化研究

针对目前我国电力企业输电线路运维作业中人员配置不合理、运维效率低下等问题,提出一种优化的基于测评理论的线路运维作业方式.该方式采用统计学中的测评矩阵理论、机会成本理论和人力资源优化配置理论,并结合某电力公司现有运维作业方式,构建了一种基于测评矩阵的输电线路运维作业优化模型.该电力公司线路运维作业验证实例表明:模型合理有...     

李家峡双排机水电站厂内经济运行研究

以天津大学建筑工程学院确定的李家峡水电站机组的不利工况区为依据，以近几年来该水电站的实际运行经验为参考，在综合考虑机组初始运行状态、机组振动特性、机组出力、下泄流量、水库蓄水量和电网负荷平衡等因素的基础上对李家峡水电站的厂内经济运行进行了研究．兼顾机组的运行效率和状态，建立了数学模型，并用改进自适应遗传算法对其进行了求解．运用上述方法，分别以3条特征日负荷曲线为依据对李家峡水电站的厂内运行进行了优化，并得到其负荷分配方案．优化结果使电站的效率和机组的运行状态都得到了显著改善，同时结果可作为李家峡水电站运行人员的操作依据．     

基于跑道容量的航班恢复优化模型

为了降低航班延误造成的经济损失和旅客滞留,在不增加管制员工作负荷的基础上提高航班运行效率。本文在原有的航班恢复模型基础上,引入跑道容量模型,综合考虑旅客流、航空公司公平性以及航线重要程度的影响,建立了以各单位恢复总成本最小为目标函数的航班恢复模型,该模型适用于跑道数以及构型不同的单一机场,算例中引用国内某机场的真实延误数据,并用遗传算法和粒子群算法求解模型得到优化方案,与遗传算法相比,粒子群更适用于该模型,收敛速度更快。与现有的航班运行相对比,优化后的方案总延误时间缩短了11.85%,总延误成本减少了6.55%。最后用TAAM仿真软件分别运行实际恢复方案和优化恢复方案,报告显示优化方案中终端区产生冲突的可能性更小,管制员工作负荷更低,从而验证了模型和算法的可用性。     

基于实时车货信息的港-公调度优化模型

为了解决港区内存在的进出车辆拥挤、货物周转时间长、甚至延误顾客要求到货时间等问题,将港口系统和公路运输系统综合起来进行整体调度优化研究.通过分析港口每艘货船靠港和离港的装卸作业过程,采用线性规划的方法,建立包含港口、公路货运场站和目的地的港-公调度优化模型.该模型在满足港口和所有目的地货物需求的前提下,根据港-公系统信息平台提供的实时车货信息,求解出作业时间最短的公路货运车辆调度方案,这里作业时间既包括装卸车作业时间又包括车辆行程时间.对于每次港口装卸船作业,港-公调度优化模型均能为货运车辆在港口、货物场站和目的地之间提供最优运输路线,从而节省装卸作业时间,提高港-公系统的作业效率.