1 引言

流程仿真技术是以工艺过程的机理模型为基础，采用数学方法来描述实际生产过程，通过计算机辅助计算手段，进行生产过程物料衡算、热量衡算和能量分析，进行装置调优、过程剖析和过程综合，达到优化生产、节约资源、环境友好、提高经济效益的目的，为工艺开发、工程设计以及优化操作提供理论指导。

    流程仿真是20世纪50年代末期随着计算机在化工中的应用而逐步发展起来的。开始只有适用于特定工艺过程（如氨合成、烃类裂解制乙烯等）的专用流程模拟系统，在对不同流程进行仿真时，则需要进行较大的改动；后来逐步发展到适用于各种工艺流程的通用流程模拟系统，到60年代后期化工模拟系统已得到推广应用，成为化工流程的开发和设计以及现有生产操作改进的主要常规手段。由于物性数据的逐步完善，设备数学模型的研究，模拟的可靠性逐渐提高，应用范围逐渐扩大，尤其在过程工业中发挥了越来越大的作用，在化工、石油、能源、环保等诸多领域均得到了广泛的应用，并产生了显著的经济效益。^{[1，2，3，4，5]}

2氧化铝生产过程的流程仿真

2.1流程仿真技术原理

根据工艺过程所涉及到的基础物性数据，引用或创建特定的物性包，建立生产过程中的单元设备的数学模型和单元设备之间的模型，从而完成完整描述实际生产过程系统的数学模型^[6，7]。通过一定的数学方法对过程中所涉及到的模型进行联列求解。通过装置的稳态和动态模型，进行不同方案和工艺条件的分析，为新工艺的规划、研究开发和技术可靠性进行分析，为生产实际提供优化操作指导。在动态模拟中，还可以通过不同控制策略的比较，对生产过程进行优化控制^[5]。

生产过程的数学模型通常为一大型非线性代数方程组，过程模拟实质就是通过求解该非线性方程组来预测在一定工艺条件下生产过程的性能。常用的求解方法主要有序贯模块法、联立方程法和联立模块法^[3]。

2.2氧化铝生产工艺

氧化铝的生产方法有酸法、碱法和热法。目前氧化铝工业生产实际应用的是碱法。碱法又包括拜耳法、烧结法及各种形式的联合法。因拜耳法生产成本低，经济效益好，流程相对简单，应用最广，所以主要介绍一下拜耳法的生产工艺。