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《浙江大学》 2006年
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热泵精馏过程的建模与控制研究

徐业健  
【摘要】:精馏过程是流程工业里面最重要的单元操作之一,同时也消耗了大量的能源。为了提高精馏过程能源利用的效率,人们提出了热耦合、热集成、热泵等节能措施。热泵精馏过程回收塔顶蒸汽的热量,通过压缩机压缩提高能量的品位,用于加热塔釜物料,从而节省了塔釜加热蒸汽,达到提高能源利用效率的效果。精馏过程本身就是一个比较复杂的多变量耦合过程,加入热泵后耦合更加严重,不稳定性增强,控制的难度变大。此外,精馏过程加入热泵以后,系统变得的复杂,操纵变量变多。在这种情况下,为过程确定合适的控制结构和工作条件从而达到操作优化,依靠启发式的方式进行选择已经变得比较困难。本文在热泵精馏模型化的基础上,分析了塔顶蒸汽压缩型热泵精馏过程的特性,并研究了过程控制与优化的一些问题。本文的主要内容可以概括如下: 1.综述了精馏过程节能的方法和原理,重点阐述了热泵精馏过程节能的原理以及热泵精馏过程的各种结构。阐述了复杂多变量工业对象控制结构设计的问题。回顾和分析了热泵精馏过程设计、控制和优化方面已有的研究工作。 2.对塔顶蒸汽压缩型热泵精馏过程,建立了严格的动态机理模型,并在MATLAB上实现了仿真求解,分析了系统工作点随操作条件变化的偏移情况。 3.通过与传统精馏过程的比较,研究热泵精馏过程与传统精馏过程在系统稳定性,抗干扰性等方面的差异。 4.在动态机理模型的基础上,应用自优化控制的思想,为热泵精馏过程选择了合适的被控变量,进而确定了相应的控制结构和操作条件,在此基础上,考虑控制系统的动态性能以扩展自优化控制的内容。 最后,总结了全文的工作,并对热泵精馏过程的建模、模型计算以及复杂多变量工业过程的控制结构选择问题提出了看法。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ028

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 郑聪;宋爽;穆钰君;白鹏;;热泵精馏的应用形式研究进展[J];现代化工;2008年S1期
3 李闻笛;廉景燕;丛山;李洪;;高纯三氯氢硅精馏节能工艺的模拟分析[J];现代化工;2012年09期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 冯惠生;刘叶凤;单纯;徐菲菲;夏明明;;蒸馏过程节能减排的策略与新技术装备[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 杨海敬;李立硕;韦藤幼;童张法;;环己烷和苯两种带水剂生产无水乙醇的比较[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 江明旒;多功能热泵系统的智能控制及能效评价方法研究[D];上海交通大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 魏奇业,华贲,高维平,罗忠禺;醋酸生产的仿真研究(Ⅱ) 氧化塔的仿真[J];化工自动化及仪表;2002年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张湜;俞金寿;蒋慰孙;;精馏过程节能控制方案的研究 烃类精馏过程的最优节能控制[J];炼油化工自动化;1986年02期
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7 李天一,宋海华;用联合算法模拟复杂精馏过程[J];化学工程;2005年05期
8 田文德,刘晶晶,孙素莉;化工原理精馏过程的计算机辅助计算[J];计算机与应用化学;2005年10期
9 孔令伟;胡仰栋;安维中;;化学工程热(火用)价格模型的研究[J];计算机与应用化学;2006年07期
10 王广全;徐之超;俞云良;计建炳;;折流式旋转床的流体力学与传质性能研究[J];现代化工;2008年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 王树青 潘立登;控制技术推动化工现代化进程[N];中国化工报;2005年
7 屈明光 陈扬;玉溪攻克芳樟醇精馏关键技术[N];中国化工报;2001年
8 记者 王红;合成氨联产甲醇前景可观[N];中国化工报;2002年
9 林金霞;华宇开发成功高纯苯酚[N];中国石化报;2004年
10 北京化工大学博士生导师 李群生;利用化工节能新技术实现多晶硅绿色制造[N];中国电子报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李琦;炼油精馏过程软测量与综合优化控制的研究[D];大连理工大学;2008年
2 郭敏强;三相精馏过程的非平衡模型与优化研究[D];浙江大学;2004年
3 高鑫;微波强化催化反应精馏过程研究[D];天津大学;2011年
4 冯惠生;间歇萃取精馏过程强化研究[D];天津大学;2010年
5 李虎林;低温精馏分离~(13)C的耦合传递理论与试验研究[D];上海交通大学;2011年
6 罗祎青;氢同位素低温精馏动态过程模拟研究[D];天津大学;2003年
7 陈良;三相精馏:非平衡模拟与参数估计[D];浙江大学;2009年
8 姜占坤;间歇精馏循环全回流新操作方式的研究[D];天津大学;2012年
9 李广忠;恒全回流间歇精馏操作方式的研究[D];天津大学;2012年
10 许保云;酯交换法合成醋酸正丁酯的催化精馏过程研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 乔艳伟;精馏过程模型简化与节能控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 葛娟娟;精馏过程的二层多目标优化控制策略研究[D];浙江大学;2011年
3 潘向明;精馏过程系统控制的研究[D];东北大学;2008年
4 孙德恩;简单石油馏分精馏塔多变量操作优化研究[D];华南理工大学;2013年
5 曾涵卫;高纯乙腈连续精制工艺模拟与优化[D];浙江工业大学;2011年
6 孙强;精馏过程粗锌液流量自动检测系统的研究与开发[D];中南大学;2002年
7 于丙芹;面向自动化系统验证的通用板式精馏塔动态建模与仿真的研究[D];北京化工大学;2011年
8 林子雄;基于流程模拟器与列队竞争算法的精馏过程优化[D];武汉理工大学;2012年
9 卢英俊;乙腈变压精馏过程模拟与建模方法研究[D];浙江工业大学;2013年
10 李军;20万吨/年醋酸乙烯精馏及换热网络的模拟与优化[D];合肥工业大学;2013年
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