在流程工业中各个生产单元或装置选择合适的安全运行操作条件是稳态最优化的最重要问题之一，这种问题可分为下述三种情况。
(1)物料平衡 最优物料平衡用来决定主要物流通过工厂如炼油厂最合适的生产流径。在分析物料平衡时，每种工艺物流或自变量是很重要的，物料平衡通常关系到主要产品的规格或组分损耗，这在分析计算时要用到，但不是独立的最优化变量而是作为约束条件来处理。物料平衡的目的是使不同并联加工设备的进料(处理量)分配过程的最优化。组分最优化在线调和过程决定一个炼油厂(或化工厂)的生产负荷。物料平衡是物件以及物系安全的墓础。
(2)能量平衡 最优操作工况的第二个问题是过程能量平衡。能量平衡通常受到装置中循环塔和公用工程供料总管上的压力等的影响。物流最优分配对能量平衡也是十分重要的。例如燃烧过程中的空气或氧气就存在着优化配比问题。由于一个工厂的能量流的测量有一定困难，如燃料热值、蒸汽和瓦斯气流量的测量等都有较大误差，因此，能量平衡计算往往不是很准确。反应体系的能量平衡及控制是装置安全运行最重要的设计条件。
(3)反应条件 最优操作条件的第三个问题是有关化学反应器化学反应条件问题。最优反应条件是表示反应器在获得的最好经济效益同时保证安全生产。对化学反应器来说，主要的优化变量是适当的反应温度和目标产品的反应速率。反应过程的循环变量影响着化学反应的选择性、催化剂活性、过剩反应物的数量或反应压力，因此，从安全运行的角度考虑也是一个可优化的自变量。
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