工業(yè)中廣泛存在只需將產(chǎn)品進(jìn)行非清晰切割的精餾過(guò)程,如煉油過(guò)程是按照各油品的沸點(diǎn)范圍對(duì)原油進(jìn)行精餾,得到的各油品之間存在一定程度的組分重疊,并沒(méi)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(fù)雜程度�，F(xiàn)有的研究主要針對(duì)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(fù)雜塔精餾序列的優(yōu)化。精餾序列優(yōu)化既需要調(diào)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(wèn)題是混合整數(shù)非線(xiàn)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(dǎo)了包括非清晰切割的精餾序列數(shù)的計(jì)算公式,通過(guò)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(wèn)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(duì)清晰精餾序列的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法,提出了通過(guò)ActiveX接口調(diào)用Aspen Plus嚴(yán)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(xiàn)性規(guī)劃（MINLP）問(wèn)題分解為整數(shù)規(guī)劃（IP）問(wèn)題和非線(xiàn)性規(guī)劃（NLP）問(wèn)題分別在python編寫(xiě)的主優(yōu)化程序和Aspen Plus嚴(yán)格精餾模塊中進(jìn)行優(yōu)化,相比于通過(guò)隨機(jī)搜索算法或分支定界法求解整個(gè)MINLP... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?一個(gè)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?fù)潢P(guān)系和每一個(gè)精餾塔都是實(shí)體研宄對(duì)象，為了對(duì)前者進(jìn)??行分析和優(yōu)化，必須首先將工藝流程圖轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)單元圖，以一個(gè)簡(jiǎn)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(gè)清晰精餾序列的工藝流程圖（ａ）和結(jié)構(gòu)單元圖（ｂ）（結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)單元圖由結(jié)構(gòu)單元和流股組成。結(jié)構(gòu)單元通常是一個(gè)單元設(shè)備，以結(jié)點(diǎn)的形??式出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)單元圖中。結(jié)構(gòu)單元圖是對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、拓?fù)潢P(guān)系的數(shù)學(xué)抽??象。結(jié)構(gòu)單元圖可以分為有向結(jié)構(gòu)單元圖和無(wú)向結(jié)構(gòu)單元圖。在很多實(shí)際情況中，如??精餾序列中各流股的流體都有一定的流動(dòng)方向，因此精餾序列適合用有向結(jié)構(gòu)單元圖??來(lái)描述，如圖１－２?（ｂ）所示。??結(jié)構(gòu)單元圖又被稱(chēng)為圖（圖論概念），任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)都有路徑相連的圖是聯(lián)通圖，??任意兩個(gè)頂點(diǎn)間只有一條路徑且沒(méi)有回路的連通圖是樹(shù)，樹(shù)的結(jié)點(diǎn)和邊具有層次關(guān)系，??樹(shù)的頂點(diǎn)也被稱(chēng)為“葉子結(jié)點(diǎn)”。樹(shù)分為二叉樹(shù)和多叉樹(shù)兩類(lèi)。二叉樹(shù)的每個(gè)結(jié)點(diǎn)最多??有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)（或子樹(shù)），從拓?fù)鋱D形的角度看，二叉樹(shù)的一個(gè)結(jié)點(diǎn)有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)的局??部結(jié)構(gòu)與一股進(jìn)料、兩股采出的簡(jiǎn)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！Ｂ｜Ｃ＾ｉ?Ｂ?！??——、⑶??（ａ）?（ｂ）??圖２－２?—個(gè)清晰精餾序列的解空間用普通多叉樹(shù)表示（ａ）和用復(fù)合多叉樹(shù)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(shù)類(lèi)似，清晰精餾序列的精餾序列樹(shù)除了用復(fù)合多叉樹(shù)??表示，同樣可以表示成普通多叉樹(shù)，且該樹(shù)總是呈一條直線(xiàn)，如圖２－２?（ａ）所示，但??非清晰精餾序列的精餾序列樹(shù)只能是復(fù)合多叉樹(shù)，該樹(shù)是多分枝擴(kuò)展的，如圖２＿２（ｂ）??所示。在圖２－３?（ａ）中，一個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)可以確定一個(gè)清晰精餾序列；而在圖２－３?（ｂ）??中，由于無(wú)法得知該精餾序列樹(shù)的其他葉子結(jié)點(diǎn)的位置，一個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)無(wú)法確定一個(gè)??非清晰精餾序列。在構(gòu)建清晰精餾序列解空間樹(shù)之前，就能預(yù)知解空間內(nèi)的所有分離??子群和分離子問(wèn)題結(jié)點(diǎn)；而在構(gòu)建考慮非清晰精餾序列的解空間樹(shù)的某個(gè)分離子問(wèn)題??層之前，由于非清晰切割在不同的分離子問(wèn)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(gè)解空間樹(shù)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(wèn)題結(jié)點(diǎn)（其組分?jǐn)?shù)不超過(guò)故無(wú)法確定該層

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]化工過(guò)程分析與合成中序貫?zāi)K法與Aspen模擬的集成案例教學(xué)[J]. 項(xiàng)東,靳通,方遠(yuǎn)婷,曹晏.  化學(xué)教育(中英文). 2018(16)
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博士論文
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碩士論文
[1]包含間壁塔的精餾序列的分析與研究[D]. 張?jiān)弃?北京化工大學(xué) 2018
[2]基于嚴(yán)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(xué) 2016
[3]常減壓裝置的流程模擬與用能優(yōu)化分析[D]. 孫樂(lè).中國(guó)石油大學(xué)(北京) 2016
[4]基于全聯(lián)立方程的空分過(guò)程模擬與優(yōu)化[D]. 傅琦文.浙江大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3478070