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《武汉理工大学》 2012年
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基于流程模拟器与列队竞争算法的精馏过程优化

林子雄  
【摘要】:随着科学技术的发展,人类对能源的需求日益增加,而能源危机又使能源价格大涨,这使得企业不仅需要寻求可替代能源,而且需要迫切解决节能技术问题。化工是对能源最为依赖的行业之一,而其中的精馏过程是炼油、石化和化工生产过程中的高能耗生产单元,对精馏过程进行优化是节能降耗和提高效益的有效手段。 通用流程模拟器,如ASPEN PLUS、PRO\Ⅱ、HYSYS和CHEMCAD等,由于有着严格的热力学模型,以及灵活的单元过程和设备模型,被广泛应用于精馏过程的模拟分析与设计。针对流程模拟器特性与基于梯度的优化方法的结合是较困难的及优化问题可能存在多个局部最优的问题,本文提出基于流程模拟器与列队竞争算法的优化方法,并将该优化方法应用于精馏的过程优化中本文主要针对精馏操作优化和设计优化进行研究,主要内容有以下几点: (1)深入了解精馏节能的方法及其意义,全面学习总结国内外对精馏优化的相关研究工作 (2)建立MATLAB与流程模拟器的集成平台,在此基础上,提出基于列队竞争算法与流程模拟器的优化方法。针对该优化方法在求解时间上的缺陷,本文对该方法进行改进。采用三元组分分离的设计优化验证所提出的优化方法的可行性,并与仅用流程模拟器进行优化的方案相比较,说明提出的优化方法是可行的。 (3)将提出的优化方法应用于精馏的操作优化中,以两个实例来验证。一是主分馏塔的操作优化,将全年的汽柴油价格分为四个周期,对不同的周期进行相应的操作优化,目标函数值同时考虑了热能利用与产品分布,优化求解得到了总体效益最大的优化操作方案;二是甲醇三效精馏的操作优化,以总能耗为目标函数,优化求解得到总能耗最低的操作方案。 (4)将提出的优化方法应用于精馏的设计优化中。应用本文的方法对从C4混合物中分离出1-丁烯进行了优化设计,其中优化模型考虑了分离序列和热集成情况。优化结果表明本文提出的方法是有效的,不但能用于蒸馏过程优化设计,也能用于化工过程流程设计。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ028.31

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李有润,陈丙珍;化工能量系统集成[J];化工进展;1996年03期
2 王延敏,姚平经;热偶精馏过程模拟优化方法的改进——人工神经网络-遗传算法[J];化工学报;2003年09期
3 岳金彩;郑世清;韩方煜;;基于模块模拟器的多目标过程综合解算策略[J];化工学报;2009年01期
4 耿大钊;陈曦;邵之江;钱积新;;基于COM技术的MATLAB与Aspen Plus接口及高级应用[J];化工自动化及仪表;2006年03期
5 宋海华;宋高鹏;宋静;宋富财;;多目标遗传算法在反应精馏优化中的应用[J];化学工业与工程;2008年01期
6 姜南;王云;樊英杰;刘飞;孙世林;张松显;龚光碧;;催化裂化轻汽油馏分分离工艺研究[J];石化技术与应用;2011年02期
7 熊俊文;吕翠英;;催化裂化分馏塔多目标遗传算法优化[J];计算机与应用化学;2006年05期
8 吴超腾;李绍军;;溶剂脱水塔共沸精馏过程模拟与优化[J];计算机与应用化学;2009年01期
9 周文;黄雪莉;;Aspen Plus异丁醇-水萃取精馏过程的模拟计算[J];计算机与应用化学;2011年10期
10 许锋;翟炳鑫;罗雄麟;;催化裂化装置分离系统稳态优化及其动态实现[J];计算机与应用化学;2011年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 鄢烈祥;过程系统全局优化搜索新算法[D];北京化工大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 贾蓉;用ChemCAD和神经网络模拟与分析反应精馏系统[D];新疆大学;2003年
2 耿大钊;乙烯分离过程的模拟与优化[D];浙江大学;2006年
3 常虹;甲醇精馏系统模拟与优化[D];大连理工大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈程;;甲醇合成结蜡寻因[J];办公自动化;2011年10期
2 雒廷亮,许庆利,赵军,孟校威,刘国际;生物质(秸杆)气合成燃料甲醇的可行性研究[J];节能与环保;2004年09期
3 王秀清,张存旺;合成甲醇铜基催化剂失活剖析[J];北京石油化工学院学报;1997年02期
4 邵友元;;对量纲分析法与π定理的理解与应用[J];东莞理工学院学报;2010年03期
5 麻林巍,倪维斗,李政,任挺进;以煤气化为核心的甲醇、电的多联产系统分析(上)[J];动力工程;2004年03期
6 王益凡;林诚;崔国星;;联醇技术流程模拟优化分析探讨[J];化学工程与装备;2008年12期
7 刘高飞;;优化工艺控制三塔精馏产品酸度[J];化学工程与装备;2011年01期
8 苏放文;李伟;;废热锅炉爆管问题的研究与应用[J];化学工程与装备;2011年03期
9 董明;;甲醇装置转化炉混烧燃料气技术研究[J];化学工程与装备;2012年04期
10 梁坤;;一种间歇精馏连续化的工艺[J];广东化工;2010年07期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 田薇雯;王君;李静;;采用三种反应器模型对合成氨原料气醇化反应过程模拟计算的比较分析[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
2 李强;朱兵;周文戟;居中军;胡山鹰;;新型煤化工对我国CO_2排放的影响及对策[A];第二届全国循环经济与生态工业学术研讨会暨中国生态经济学会工业生态经济与技术专业委员会2007年年会论文集[C];2007年
3 张俊峰;罗雄麟;;换热网络合成问题的分析[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
4 陈怀忠;何仁初;;炼油化工企业的节能应用进展[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
5 郭素荣;王少平;陆雍森;蒋大和;;生态工业园区热电冷三联供规划的意义及方法[A];2005中国可持续发展论坛——中国可持续发展研究会2005年学术年会论文集(下册)[C];2005年
6 王春光;邓德伟;王永;刘丹;关锰;;离心压缩机一级叶轮开裂分析[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 熊思江;污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究[D];华中科技大学;2010年
2 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年
3 李瑞江;无控制Ⅱ型动量交换型径向流反应器催化剂封和床层流场行为的研究[D];华东理工大学;2010年
4 张正江;过程系统的数据校正与参数估计[D];浙江大学;2010年
5 周贤;联合循环电站改造为IGCC和甲醇联产系统的研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
6 夏翔鸣;基于能级分析和场协同原理的歧化系统节能技术研究[D];华东理工大学;2011年
7 修乃云;全局系统能量集成方法研究[D];大连理工大学;2000年
8 薛东峰;废物最小化为目标的质量集成方法研究[D];大连理工大学;2001年
9 李现勇;煤基多联产系统中动力生产过程的分析[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2003年
10 朱灵峰;生物质(秸秆)气合成甲醇工艺及动力学研究[D];河南农业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 洪惠芬;石化多相流管道系统冲蚀预测及应用软件开发[D];浙江理工大学;2010年
2 金鑫;反应—分离系统能量集成的研究[D];中国海洋大学;2010年
3 刘文仟;粒子群算法拓扑结构的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 郎宪明;基于一类复杂工业过程的稳态优化控制研究[D];辽宁石油化工大学;2010年
5 柳祥伟;NC309型甲醇合成催化剂的动力学研究[D];华东理工大学;2011年
6 赵永明;离子液体型新工质—三乙醇胺乳酸盐+水/醇热力学性质的研究[D];大连理工大学;2011年
7 刘贤荣;过程用能系统集成优化方法研究[D];大连理工大学;2011年
8 梁剑斌;高纯度酒精五塔蒸馏过程模拟[D];华南理工大学;2011年
9 刘春杰;原油梯级蒸馏节能技术及换热网络的优化[D];天津大学;2010年
10 赵振可;煤基多联产系统总体性能分析[D];上海交通大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱群雄,邱道发,谢明娥,麻德贤;模式识别在苯酐生产优化操作中的应用研究[J];北京化工学院学报(自然科学版);1992年04期
2 潘立登,黄晓峰;用改进的遗传算法求解中国旅行商问题[J];北京化工大学学报(自然科学版);1997年01期
3 张哲;卢涛;;基于Aspen Plus的常压蒸馏装置流程优化[J];北京化工大学学报(自然科学版);2009年S1期
4 潘立登,黄晓峰;用启发式贪心法求解旅行商问题[J];北京化工大学学报(自然科学版);1998年02期
5 王克峰,尹洪超,袁一;遗传算法最优同步综合换热网络[J];大连理工大学学报;1997年01期
6 赵琛琛;工业系统流程模拟利器——ASPENPLUS[J];电站系统工程;2003年02期
7 郭宏远;左信;罗雄麟;曲德伟;;基于Unisim的催化裂化分馏塔的模拟与优化[J];化学工程与装备;2008年03期
8 陈小平;王涛;杨杰;许文友;;盐效萃取法从制药废液中回收正丁醇[J];环境科学与技术;2008年04期
9 徐兆瑜;;甲醇产业的发展和工艺技术新进展[J];化工技术与开发;2008年10期
10 顾坚,陈丰秋,戴擎镰,吕德伟;遗传算法在复杂反应动力学模型参数估算中的应用[J];高校化学工程学报;1999年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 葛玉林;常减压蒸馏流程模拟与优化及换热网络综合[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 郑洪裕;多规格产品甲醇精馏塔的建模与仿真[D];浙江大学;2002年
2 张东浩;醋酸甲酯—甲醇萃取精馏工艺过程的模拟与优化[D];河北工业大学;2003年
3 许桂忠;合成甲醇精制过程的优化[D];浙江大学;2005年
4 杨凯尧;精馏生产过程稳态建模及其优化[D];吉林大学;2006年
5 王艳;甲醇—水多效精馏工艺研究[D];南京理工大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐树权;;谈精馏过程的节能问题[J];齐鲁石油化工;1985年01期
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
3 尹礼宁;;精馏过程的非稳态模拟[J];北京服装学院学报(自然科学版);1990年01期
4 孙树瑜,王树楹,余国琮;规整填料塔中精馏过程的三维模拟(Ⅰ)物理模型和模型方程[J];化工学报;1998年05期
5 陈捷,王树青,王宁,王骥程;多侧线精馏塔的神经网络控制[J];化工学报;1996年03期
6 秦正龙,孟庆华;精馏过程的节能技术[J];节能;1997年04期
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
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1 牛林;杨承志;张丙元;;神经网络推断控制及其应用[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
2 牛林;;基于多ANN模型的推断控制[A];2001年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2001年
3 金晓明;王树青;;模糊逻辑在工业精馏过程先进控制中的应用[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
4 张志炳;梁银春;吴有庭;周政;;节能型新结构塔板的研究与开发(Ⅰ) 板式塔非平衡热力学用能分析[A];2005年全国塔器及塔内件技术研讨会会议论文集[C];2005年
5 屈强;罗金生;;用MATLAB仿真精馏过程[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
6 范秋杰;施云海;施玉逵;;苯乙烯精馏阻聚剂的研究进展[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
7 张健民;吴巍;史志强;董文威;隋红;王哲;魏娜;;废润滑油再生精馏工艺及其塔器优化设计[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
8 江爱朋;姜周曙;王剑;丁强;黄国辉;;基于严格机理的脱丙烷塔建模、模拟与优化[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 李群生;陈信;;乙酸乙烯精馏工艺的优化与节能[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
10 胡琳静;席东民;张嘉英;;精馏塔提馏段模糊控制系统设计[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 兰仁水;精馏技术在理论与实践中发展[N];中国化工报;2002年
2 记者 谢文艳;大庆石化开辟科技节能新路[N];中国石油报;2009年
3 山西原平化学工业集团有限责任公司 兰树军;改进操作方法 提高甲醇质量[N];山西科技报;2010年
4 ;精馏技术国家工程研究中心[N];中国化工报;2002年
5 记者 王红 通讯员 李丹;我国10万吨燃料乙醇装置开车[N];中国化工报;2001年
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 记者 王红;合成氨联产甲醇前景可观[N];中国化工报;2002年
8 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
9 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
10 林金霞;华宇开发成功高纯苯酚[N];中国石化报;2004年
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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 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
5 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
6 冯惠生;间歇萃取精馏过程强化研究[D];天津大学;2010年
7 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
8 陈良;三相精馏:非平衡模拟与参数估计[D];浙江大学;2009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
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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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