工業(yè)中廣泛存在只需將產品進行非清晰切割的精餾過程,如煉油過程是按照各油品的沸點范圍對原油進行精餾,得到的各油品之間存在一定程度的組分重疊,并沒有被清晰切割。和清晰切割相比,非清晰切割存在中間分配組分,增加了體系的自由度和復雜程度�，F(xiàn)有的研究主要針對的是清晰精餾序列、包括間壁塔的清晰精餾序列和局限于特殊操作條件的熱集成復雜塔精餾序列的優(yōu)化。精餾序列優(yōu)化既需要調整精餾序列的分離順序,也需要優(yōu)化精餾序列中的每一座精餾塔,使得精餾序列優(yōu)化問題是混合整數(shù)非線性規(guī)劃。本工作比較了清晰精餾序列優(yōu)化和非清晰精餾序列優(yōu)化,推導了包括非清晰切割的精餾序列數(shù)的計算公式,通過遞推程序得到了包括非清晰切割的分離子群數(shù)和分離子問題數(shù),討論了包括非清晰切割的精餾序列解空間。借鑒了針對清晰精餾序列的動態(tài)規(guī)劃法,提出了通過ActiveX接口調用Aspen Plus嚴格精餾模塊的程序框架,將精餾序列優(yōu)化的混合整數(shù)非線性規(guī)劃（MINLP）問題分解為整數(shù)規(guī)劃（IP）問題和非線性規(guī)劃（NLP）問題分別在python編寫的主優(yōu)化程序和Aspen Plus嚴格精餾模塊中進行優(yōu)化,相比于通過隨機搜索算法或分支定界法求解整個MINLP... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?一個工業(yè)上的非清晰精餾序列??Ｆｉｇ．?１－１?Ａｎ?ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ?ｎｏｎ－ｓｈａｒｐ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ??

??第一章緒論????餾序列中各精餾塔之間的拓撲關系和每一個精餾塔都是實體研宄對象，為了對前者進??行分析和優(yōu)化，必須首先將工藝流程圖轉化為結構單元圖，以一個簡單的清晰精餾序??列為例，如圖１－２所示。??Ａ?ＡＢＣＤ＾ＶＷ?Ａ??ＡＢＣＤ?①?Ｂ?ＢＣＤ??ＢＣＤ?ｖ＾ｒ?Ｖ?Ｖ??Ｖ＾ｒ，?ｃ?Ｉ??Ｄ??（ａ）?（ｂ）??圖１－２?—個清晰精餾序列的工藝流程圖（ａ）和結構單元圖（ｂ）（結構單元圖的流股只表示??了物流）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｄｉａｇｒａｍ?（ａ）?ａｎｄ?ｓｔｍｃｔｕｒａｌ?ｕｎｉｔ?ｄｉａｇｒａｍ?（ｂ）?ｏｆ?ａ?ｓｈａｒｐ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ??結構單元圖由結構單元和流股組成。結構單元通常是一個單元設備，以結點的形??式出現(xiàn)在結構單元圖中，在該處物流或能量流發(fā)生了變化；流股通常包括物流和能量??流，以邊的形式出現(xiàn)在結構單元圖中。結構單元圖是對網(wǎng)絡結構、拓撲關系的數(shù)學抽??象。結構單元圖可以分為有向結構單元圖和無向結構單元圖。在很多實際情況中，如??精餾序列中各流股的流體都有一定的流動方向，因此精餾序列適合用有向結構單元圖??來描述，如圖１－２?（ｂ）所示。??結構單元圖又被稱為圖（圖論概念），任意兩個結點都有路徑相連的圖是聯(lián)通圖，??任意兩個頂點間只有一條路徑且沒有回路的連通圖是樹，樹的結點和邊具有層次關系，??樹的頂點也被稱為“葉子結點”。樹分為二叉樹和多叉樹兩類。二叉樹的每個結點最多??有兩個子結點（或子樹），從拓撲圖形的角度看，二叉樹的一個結點有兩個子結點的局??部結構與一股進料、兩股采出的簡單塔相

?第二章非清晰精餾序列優(yōu)化和清晰精餾序列優(yōu)化的區(qū)別???Ｂ－－１??／—■?ｉ．．．．ｂｃＫｊ?二??丄，舊ｉｃ｜??／?ｒ－．．．．．．．．．．ｌｘｒＴｎ??［ＡＢｃ］４Ｍ－＠?…Ｂ■?Ｊ??＼?一?￣?ｈ冬?４??＼?／－ＡＪ??１Ａ�。拢茫蓿�?Ｂ?！??——、⑶??（ａ）?（ｂ）??圖２－２?—個清晰精餾序列的解空間用普通多叉樹表示（ａ）和用復合多叉樹表示（ｂ）??Ｆｉｇ．?２－２?Ａ?ｓｈａｒｐ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｓｐａｃｅ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ?ｂｙ?ｏｒｉｎａｒｙ?ｍｕｌｔｉｗａｙ?ｔｒｅｅ?（ａ）?ａｎｄ?ｈｙｂｒｉｄ??ｍｕｌｔｉｗａｙ?ｔｒｅｅ?（ｂ）??與清晰精餾序列的解空間樹類似，清晰精餾序列的精餾序列樹除了用復合多叉樹??表示，同樣可以表示成普通多叉樹，且該樹總是呈一條直線，如圖２－２?（ａ）所示，但??非清晰精餾序列的精餾序列樹只能是復合多叉樹，該樹是多分枝擴展的，如圖２＿２（ｂ）??所示。在圖２－３?（ａ）中，一個葉子結點可以確定一個清晰精餾序列；而在圖２－３?（ｂ）??中，由于無法得知該精餾序列樹的其他葉子結點的位置，一個葉子結點無法確定一個??非清晰精餾序列。在構建清晰精餾序列解空間樹之前，就能預知解空間內的所有分離??子群和分離子問題結點；而在構建考慮非清晰精餾序列的解空間樹的某個分離子問題??層之前，由于非清晰切割在不同的分離子問題中表現(xiàn)得不完全相同（考慮非清晰切割??增大了系統(tǒng)的自由度）造成整個解空間樹中存在組分和切割位置都相同但各組分的流??量不同的若干分離子問題結點（其組分數(shù)不超過故無法確定該層

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]聯(lián)立模塊法在流程模擬中的應用[J]. 李玉剛,周傳光,鄭世清,韓方煜.  青島化工學院學報. 1997(01)
[8]非清晰精餾網(wǎng)絡系統(tǒng)MINLP整體最優(yōu)化方法[J]. 袁希鋼.  天津大學學報. 1995(02)
[9]復雜精餾塔的設計[J]. 李振民.  齊魯石油化工. 1990(04)

博士論文
[1]基于隨機優(yōu)化的復雜精餾系統(tǒng)綜合研究[D]. 安維中.天津大學 2003

碩士論文
[1]包含間壁塔的精餾序列的分析與研究[D]. 張云鷺.北京化工大學 2018
[2]基于嚴格模型的間壁式精餾塔模擬與分析[D]. 劉秦君.北京化工大學 2016
[3]常減壓裝置的流程模擬與用能優(yōu)化分析[D]. 孫樂.中國石油大學(北京) 2016
[4]基于全聯(lián)立方程的空分過程模擬與優(yōu)化[D]. 傅琦文.浙江大學 2015



本文編號：3478070