常州化工设计院有限公司 213003
摘要：在现代社会经济快速发展过程中，化工工业快速发展，人们对化工工业生产工艺提出了更高的要求，为了能够在最大程度上提升化工工艺有效性，提高施工作业效率，充分发挥工艺优势，强化化工工艺产品质量，工作人员引进过程模拟优化技术，以过程优化技术控制化工工艺全过程，及时发现工艺流程中存在的问题，为提出有效解决措施提供具有依据，从而实现化工工艺优化目标，在最大程度上规避化工工艺生产经济损失。本文简要分析了化工工艺设计现状及其应用过程模拟优化的意义，引入化工工艺设计中的过程模拟优化案例，对过程模拟优化在化工工艺设计中实施路径进行深入探究。
关键词：化工；工艺设计；过程模拟优化
现代社会化工产业快速发展，大量新兴工艺技术融入化工生产过程中，大大提升了化工生产效率与生产质量，为化工产业发展提供技术支持。为了充分发挥新兴工艺的应用优势，优化化工工艺过程，进一步提升工艺生产效率与质量，工作人员根据化工工艺生产实际情况，引进过程模拟优化技术，构建过程模拟优化模型，及时发现工艺问题提出解决措施，深入分析优化结果，以此保障化工工艺设计的合理性与科学性，提升化工工艺生产的整体水平，为化工企业的健康、长效发展提供有力保障。
一、化工工艺设计现状及其应用过程模拟优化的意义
（一）化工工艺设计现状
在化工产业快速发展背景下，越来越多的新兴技术与工艺被运用于化工生产活动中，提升了化工工艺的整体水平，推动化工产业的密集化、规模化发展。化工工艺本身具有一定的危险性与特殊性，若发生工艺失败，则会产生巨大的物质资料损失与经济损失，影响化工企业的健康发展状态，影响企业化工工艺的应用与发展。从化工工艺生产产品角度分析，工作人员需要运用大量化工设备、化学材料与工艺装置，以此实现生产目标，达成生产任务。在实际过程中，一些化工工艺装置的使用需求较大，往往需要不间断的运行，导致设备本身的运行状态逐渐弱化，运行周期不断缩减，长此以往，会直接影响化工工艺生产线的整体运行效果，引发化工生产故障问题，影响化工工艺的使用[1]。
（二）过程模拟优化概念及其重要意义
化工生产过程中，工作人员需要控制不同化工生产环节的工艺稳定性，依次完成对化工工艺车间的控制；在实际化工生产过程中，工作人员借助过程模拟技术，构建符合实际情况的过程模拟模型，分析化工工艺全过程，及时发现其中问题，精准调整与优化，从而改善化工工艺运行状况，提升化工工艺的稳定性与安全性，避免出现不必要的损失。由此可见，过程模拟就是指对化工工艺生产过程进行模拟的一种模型工具，通过获取工艺运行数据进行分析，将信息资源转化为经济效益。
在化工工艺设计中实施过程模拟优化，有助于精准诊断化工工艺设计问题。在实际过程中，工作人员引进过程模拟优化方式，对化工工艺设计的全过程进行模拟运行，以此获取精准运行数据，分析数据中潜在的运行问题，及时发现问题产生原因，以此调整化工工艺设计细节，充分发挥过程模拟优化中诊断作用，提升企业经济效益[2]。
在化工工艺设计中实施过程模拟优化，有助于优化设计化工工艺；化工工艺设计是复杂的、多元的，工作人员可以根据企业化工生产实际情况，优化工艺设计方案，将设计方案以过程化模拟的形态展现出来，获取全面工艺参数，及时发现化工工艺设计缺陷，将这具体的缺陷作为依旧，进行化工工艺设计的升级改造，以此提升化工工艺水平。
二、化工工艺设计中的过程模拟优化案例分析
（一）过程模拟模型假设
本次化工工艺设计案例为“乙醇连续发酵工艺”，结合本企业的乙醇连续发酵工艺有关户数分析，提出假设，对工艺过程进行简化。
乙醇连续发酵工艺流程为：连续性操作—不考虑稳定状态之外的特殊状态设置系统—物料传输—压力下降—计算固体组分液气平衡——在换热器中实现物流温度变化。基于此种流程，工作人员构建乙醇连续发酵工艺过程性模型。
（二）过程模拟优化结果分析
在乙醇连续发酵工艺的过程模拟优化模型中，可以发现影响工艺生产效果的因素较多，比如：葡萄糖进料量、预发酵、反应压力、发酵系统热负荷参数、发酵结果等，这些因素的不稳定均可以引发工艺的失败。工作人员根据现场工艺条件与过程性模拟分析结果，从整体角度上优化设计乙醇连续发酵工艺中的系统热量模块，调整进料量、进料速度、进料成分、生产负荷、发酵塔操作条件等，以此提升系统热量优化水平。工作人员要综合考虑内外因素，考虑原料加工过程中的化工工艺流程，模拟化工生产过程，直接反应生产过程中的状态与数据资料，对资料进行分析与统计处理，明确化工工艺各参数之间的内在联系，建立质量指标预估模型，实现数据资源的有效转化。
三、过程模拟优化在化工工艺设计中实施路径
结合上述案例中的化工工艺设计过程模拟优化情况，工作人员可以分别从以下几点入手，加强过程模拟优化控制，为进一步优化设计化工工艺提供明确依据。
第一，合理选择过程模拟技术。一般情况下，化工工艺流程包括：原理加工、进料、化学反应、新物质生成与处理、产品加工；化工工艺的计算包括摩尔比运算、化学物料运算、化学反应条件运算、介质模拟计算等。工作人员可以个极具具体的工艺流程设计，选择合适的化工过程模拟技术，在最大程度上强化故障分析与工艺判断效果。
第二，化工工艺过程模拟优化。通过开展化工工艺过程模拟优化，能够有效实现化工工艺设计优化目的，提升化工产品的生产效率，提高产品品质，从而增加企业的经济效益。化工工艺过程化模拟算法能够直接影响过程化模拟效果，在实际过程中，工作人员重点关注物性模拟与数学模拟算法的使用，准确构建物性模拟环境、数学模拟环境，提升模拟环境构建的准确性，以此提升过程模拟成果概率。之后，工作人员可以分别对各单元进行模型组建，获取单元式过程模拟数据，为进一步优化整体化工工艺设计提供精准数据[3]。
第三，引进先进过程模拟软。考虑到化工工艺的单元模块模拟、整体工艺模拟需求，工作人员可以引进CAPES软件或者ASPEN/PLUS软件，充分利用软件中的数据输入、物性资料数据分析、单元模块库建设、管理系统、网络通信等多种功能，通过序贯模块法完成对化工工艺过程的模拟，以此提升过程性模拟有效性。
第四，在化工工艺设计中的过程模拟优化应用效果。结合上述的乙醇连续发酵化工工艺过程模拟优化效果分析，可以发现，对于过程模拟系统中的非线性问题，工作人员可以利用先进技术进行解答，优化工艺设计模型，具体技术如：单元操作模型方程、流股联接方程、优化不等式约束、非线性优化技术等。这些技术在在线优化方面具有较强的优势，且优化效果较为突出；工作人员可以结合实际情况，灵活采用上述技术，强化化工工艺设计方案应用效果，提升化工企业生产的经济效益。
结语
综上所述，为了提升化工工艺生产有效性，工作人员深入分析化工生产线实际情况，构建过程化模拟模型，灵活运用过程化模拟技术，优化化工工艺生产过程，充分发挥过程模拟软件优势，促使过程化模拟技术能够贯穿于化工工艺生产全过程，提升化工工艺生产水平，强化化工产品质量，为企业的健康发展提供技术保障。
参考文献：
[1]林晓辉，伊海亮.过程模拟优化在化工工艺设计中的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，039（014）：199-200.
[2]郭政.过程模拟优化在化工工艺设计中的应用[J].中国化工贸易，2019，011（006）：158.
[3]陈建娟，杨祖杰，张伟，等.溶剂油分离流程模拟优化设计[J].化学工业与工程，2019，v.36（02）：63-69.