Cursus Processimulatie en -optimalisatie

Les 1 • Gegevensvereisten en -bronnen

Identificeert de invoergegevens die nodig zijn om betrouwbare modellen te bouwen en waar deze te verkrijgen zijn. Slechte gegevenskwaliteit is de belangrijkste oorzaak van onnauwkeurige simulaties.

Les 2 • Kernmodelleringsconcepten

Introduceert massa- en energiebalansen als de wiskundige ruggengraat van procesmodellen. Koppelt behoudswetten aan simulatorvergelijkingen.

Les 3 • Simulatorinterface en -werkstroom

Oriënteert studenten in een generieke processimulatoromgeving en standaardwerkstroom. Bouwt vertrouwen op voordat volledige modellen worden gebouwd.

Les 4 • Thermodynamische eigenschappenpakketten

Legt uit hoe simulatoren fysische eigenschappen berekenen met behulp van thermodynamische modellen. De juiste pakketselectie heeft direct invloed op de nauwkeurigheid van de resultaten.

Les 1 • Simulatie van warmtewisselaars

Behandelt rating- en ontwerpmodi voor shell-and-tube- en platenwisselaars. Koppelt warmtebelastingsberekeningen aan de totale procesenergiebalans.

Les 2 • Scheidingsbewerkingseenheden

Simuleert destillatie-, absorptie- en vloeistof-vloeistofextractiekolommen. Naast verkorte methoden worden rigoureuze tray-voor-tray methoden geïntroduceerd.

Les 3 • Vaste stoffen en meerfasige bewerkingen

Breidt modellering uit naar kristallisatoren, drogers en gas-vloeistofcontactoren. Meerfasige systemen vereisen gespecialiseerde correlaties die verder gaan dan standaard vloeistofmodellen.

Les 4 • Vloeistofstroming en leidingnetwerken

Modelleert drukval en stromingsverdeling in leidingsystemen. Nauwkeurige hydraulica vormt de basis voor de prestaties van stroomafwaartse bewerkingseenheden.

Les 1 • Technieken voor modelvalidatie

Vergelijkt simulatie-uitvoer met fabrieksgegevens en ontwerpspecificaties. Validatie kwantificeert de modelgeloofwaardigheid voordat optimalisatie begint.

Les 2 • Convergentiestrategieën

Behandelt veelvoorkomende convergentiefouten en solverkeuze. Robuuste convergentie is een voorwaarde voor betrouwbare optimalisatie.

Les 3 • Modelleren van recirculatie- en spuisystemen

Behandelt recirculatielussen met spuistromen om ophoping van inerte stoffen te voorkomen. Recirculatiesystemen behoren tot de meest convergentie-uitdagende flowsheetelementen.

Les 4 • Documentatie van stationaire modellen

Stelt normen vast voor het vastleggen van modelaannames, invoer en resultaten. Gedocumenteerde modellen ondersteunen audits, overdrachten en toekomstig optimalisatiewerk.

Les 1 • Integratie van regellussen

Voegt PID-regelaars en regelstructuren toe aan dynamische flowsheets. Regellussen zijn essentieel voor realistisch transiënt gedrag.

Les 2 • Van stationaire naar dynamische modellen

Legt de wiskundige overgang uit van algebraïsche naar differentiaalvergelijkingen in dynamische modus. Studenten zetten bestaande stationaire flowsheets om naar dynamische equivalenten.

Les 3 • Verstorings- en upset-analyse

Simuleert voedingsverstoringen, apparaatfouten en verlies van nutsvoorzieningen. Resultaten sturen het ontwerp van regelstrategieën en de dimensionering van veiligheidssystemen.

Les 4 • Simulatie van opstart en shutdown

Modelleert geplande opstart- en shutdown-sequenties om operationele risico's te identificeren. Transiënte extremen overschrijden vaak de stationaire ontwerpgrenzen.

Les 1 • Stochastische en globale optimalisatie

Introduceert metaheuristische en stochastische methoden voor niet-convexe problemen. Deze methoden ontsnappen aan lokale optima waar gradiëntgebaseerde solvers vastlopen.

Les 2 • Gemengd-geheeltallig programmeren

Behandelt discrete beslissingen zoals apparatuurselectie en procestopologie. MILP en MINLP breiden continue optimalisatie uit naar structurele keuzes.

Les 3 • Gevoeligheids- en parametrische analyse

Kwantificeert hoe optimale oplossingen veranderen met parametervariaties. Gevoeligheidsanalyse onthult welke beperkingen en parameters het optimum het meest beïnvloeden.

Les 4 • Structuur van optimalisatieproblemen

Definieert objectieve functies, beslissingsvariabelen en beperkingen in een technische context. De juiste probleemformulering bepaalt of een solver een bruikbare oplossing kan vinden.

Les 1 • Multi-objectieve optimalisatie

Balanseert concurrerende doelstellingen zoals kosten versus milieueffect. Generatie van Pareto-fronten onthult afwegingen voor geïnformeerde besluitvorming.

Les 2 • Optimalisatie onder onzekerheid

Integreert voedingsvariabiliteit en parameteronzekerheid in optimalisatie. Robuust en stochastisch programmeren produceren oplossingen die goed presteren in verschillende scenario's.

Les 3 • Beperkingsbeheer bij procesoptimalisatie

Beheert veiligheids-, kwaliteits- en capaciteitsbeperkingen tijdens optimalisatieruns. Onhaalbare oplossingen moeten worden gedetecteerd en afgehandeld zonder de solver te stoppen.

Les 4 • Enkelvoudige objectieve procesoptimalisatie

Optimaliseert één doelstelling, zoals minimale energie of maximale opbrengst over een volledige flowsheet. Studenten passen NLP-solvers toe in de simulatoromgeving.

Les 1 • Retrofit en debottlenecking

Past energie-integratiemethoden toe op bestaande fabrieken met vaste apparatuur. Retrofit verschilt van greenfield-ontwerp door het opleggen van structurele beperkingen.

Les 2 • Wiskundig programmeren voor HEN

Formuleert de synthese van warmtewisselaarnetwerken als een MILP- of MINLP-probleem. Wiskundige methoden vinden globaal optimale netwerken die buiten het bereik van heuristieken liggen.

Les 3 • Optimalisatie van nutsvoorzieningssystemen

Optimaliseert stoom-, koelwater- en koelsystemen samen met het proces. Het ontwerp van het nutsvoorzieningssysteem heeft een significante invloed op de totale energiekosten van de site.

Les 4 • Pinch-analysemethodologie

Gebruikt composietcurven en het pinchpunt om minimale doelen voor nutsvoorzieningen te stellen. Pinch-analyse is het industriestandaard startpunt voor energie-integratie.

Les 1 • Optimalisatie van duurzaamheid en emissies

Neemt koolstofvoetafdruk, afval- en watermetrics op in optimalisatiedoelstellingen. Duurzaamheidsbeperkingen worden steeds verplichtender in de industriële praktijk.

Les 2 • Afsluitende industriële casestudies

Past alle cursusvaardigheden toe op full-scale industriële problemen in raffinage, chemicaliën en nutsvoorzieningen. Studenten presenteren oplossingen met economische en technische onderbouwing.

Les 3 • Real-time optimalisatiesystemen

Integreert online fabrieksgegevens met stationaire modellen voor continue optimalisatie. RTO-systemen sluiten de lus tussen simulatie en fabrieksoperatie.

Les 4 • Integratie van modelgebaseerd voorspellend regelen

Verbindt dynamische simulatiemodellen met het ontwerp en testen van MPC-regelaars. MPC vertrouwt op nauwkeurige dynamische modellen om toekomstig gedrag te voorspellen en te optimaliseren.