复杂工业过程的建模、模拟与优化一直是过程系统工程领域的核心研究内容。本文以齐鲁石化公司30万吨乙烯生产过程中的分离装置工艺流程为对象,应用流程模拟软件Aspen Plus进行了序贯模块法和开放式方程法两种策略下的稳态模拟及优化,并在科学计算平台Matlab中对其进行了模块化的开放式方程建模。 本文的研究工作包括以下几个方面: 1) 基于通用流程模拟软件Aspen Plus进行了乙烯生产分离流程的单塔及联塔的序贯模块法和开放式方程法的稳态模拟和操作优化,为进一步提高乙烯装置的操作水平,分析研究乙烯分离系统的操作规律,为装置改扩建、节能降耗提供技术上的支持。 2) 基于COM技术开发了科学计算软件Matlab与流程模拟软件Aspen Plus的接口工具箱MAP,实现了在Matlab环境中调用Aspen Plus进行流程模拟,可借助Matlab的计算能力求解Aspen Plus本身算法的局限性所不能求解的问题,有助于增强化工、石油等流程工业的模拟及优化能力。 3) 引入模块化思想,在Matlab中对流程工业的开放式方程建模进行了较为深入的研究,实现了物流和单元模块的结构化,方便了大规模复杂流程的搭建,为迅速有效地建立流程系统的开放式方程模型提供了有力工具。