以化工企业真实生产数据和实际需求为背景，对生产工艺进行数字化模拟来完成工艺设计。 日前，由中国化工教育协会主办的第三届全国大学生化工过程数字创新竞赛全国总决赛在大连理工大学举行。 经过激烈角逐，我校由陈傲、李潘、林城浩、彭秀洋、周盼平同学组成的本科生组“凌霄逐梦队”和由张炳正、穆久胜、司淑傲云、陈艳欣、孙玮同学组成的研究生组“鸿蒙队”，分别荣获全国总决赛特等奖，至此，我校已连续三年荣获本项比赛双赛道特等奖。
“此次竞赛题目 ‘吸收稳定系统优化改造项目’紧扣我国化工产业加速推进数字化改革的主题，具有很强的引领性。 ”我校化工学院万辉老师介绍， 竞赛一方面鼓励学生将数字孪生、 模拟仿真等数字技术应用于化工过程优化、安全控制等领域，推动化工产业转型升级；另一方面，通过解决化工领域的实际问题（如流程优化、 故障诊断等）， 锻炼学生的创新思维、工程实践和团队协作能力。
我校两支获奖队伍在大赛组委会提供的工艺流程说明、仪表一览表、设备一览表、物料平衡表等资料基础上，对生产工艺进行了优化改进。 “吸收稳定系统由吸收塔、再吸收塔、脱吸塔及稳定塔四个关键设备构成，主要是分离出有价值的液化石油气和稳定裂化汽油。 ”“鸿蒙队”的张炳正同学介绍，他们需要运用大赛组委会给出的基础数据，对生产工艺进行稳态建模、动态建模、图形组态建模等数字化模拟。在动态建模时，“鸿蒙队”对稳定塔采用了再沸器蒸汽用量和进料流量比例前馈控制，以实现对进料流量波动的快速响应。 “大赛组委会给我们的控制方案是温度反馈控制，我们采用的比例前馈控制比温度反馈控制反应更快，一旦进料流量有波动，再沸器蒸汽用量就会随之变化从而保持了系统的稳定性和生产效率。 ”“凌霄逐梦队” 则通过分析控制方案及控制参数，在动态建模中对脱吸塔进行了优化，他们在非稳态阶段采用塔釜温度控制，待工艺流程趋近稳态工况时切换至双温差温度控制模式，从而大大提升了模型的动态响应速度。 “在稳态模拟中，我们还采用了学校分子筛膜团队的分子筛膜技术，对再吸收塔塔顶干气成分进行氢气分离提纯，从而实现对氢气的二次利用，达到降本增效的目的。 ”“凌霄逐梦队”的陈傲同学说道。
参赛队伍除了进行数字化模拟外，还需要进行装置开停车、故障模拟等操作验证，以确定方案的可行性和安全性。 虽然两支队伍都编写了相应代码， 实现了装置的自动开停车，但在决赛前遇到了问题。 “我们在开车时出现了流量震荡现象，指导老师给我们指出，可能是控制系统参数未针对瞬态工况进行优化，导致调节过冲或响应滞后。 于是，我们采用模糊控制适应流量动态变化， 确保了系统的稳定运行。 ”“鸿蒙队”的张炳正同学说道。 在双方老师的指导下，两支队伍优化改造的吸收稳定系统具有计算偏差小、 控制精度高、组态结构合理、开停车平稳等优点，最终荣获全国总决赛特等奖。 据悉， 第三届全国大学生化工过程数字创新竞赛共吸引全国 120 所高校的 139 支队伍报名参赛，最终 58 支本科生队伍、20 支研究生队伍进入总决赛角逐 10个特等奖，其中本科生赛道 8 个、研究生赛道 2 个。
韦玮