本文關(guān)鍵詞：基于流程模擬的雙減壓原油蒸餾多目標(biāo)操作優(yōu)化

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【摘要】：雙減壓原油蒸餾流程是近年來出現(xiàn)的一種新的原油蒸餾工藝,其中常壓塔的部分柴油蒸餾功能和深減壓塔的部分輕蠟蒸餾功能被轉(zhuǎn)移給淺減壓塔,因而在改造過程中,原常壓和減壓部分可以利舊,只需新增淺減壓爐和淺減壓塔,故投資少、操作彈性大,在老廠擴(kuò)能改造過程中日益受到重視。但相比單減壓流程(亦兩爐三塔流程),其操作無疑復(fù)雜得多,十分有必要進(jìn)行優(yōu)化研究。鑒于重新建模工作量大,且現(xiàn)有流程模擬軟件PRO/II已成功應(yīng)用于原油蒸餾的設(shè)計(jì)和操作診斷,故本文擬進(jìn)行基于流程模擬結(jié)果的操作優(yōu)化研究。但PRO/II內(nèi)置算法較簡單,為此1)利用Excellink插件和COM服務(wù)器功能在Excel VBA中編寫控制PRO/II與Matlab的接口程序,以集成PRO/II的流程模擬功能、Excel的數(shù)據(jù)可視化功能和Matlab的豐富算法數(shù)據(jù)庫功能;2)通過接口程序,用VBA讀取PRO/II的模擬計(jì)算結(jié)果,并送入MATLAB中進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化計(jì)算,從而確定特定目標(biāo)下的最優(yōu)操作參數(shù)。由于雙減壓工藝目標(biāo)的多樣性,本文選擇快速非支配排序多目標(biāo)遺傳算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作為最優(yōu)化計(jì)算方法,采用的雙目標(biāo)分別有輕油收率最大和能耗最小、輕油產(chǎn)品收益最大和能耗最小、裝置凈利潤最大和火用損最小,通過優(yōu)化計(jì)算尋找到Pareto最優(yōu)操作參數(shù)解集。又針對自動(dòng)模擬計(jì)算過程中,由于操作范圍不能精確確定,而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果無法滿足水力學(xué)限制、產(chǎn)品質(zhì)量限制的問題,本文在接口程序中嵌入了一組搜索判斷規(guī)則,一旦違反規(guī)則,模擬計(jì)算將自動(dòng)終止并進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。該方法大大減少了模擬計(jì)算時(shí)間,并能保證計(jì)算結(jié)果的合理性。最后,將本文建立的方法應(yīng)用于某煉廠6Mt/a雙減壓塔原油蒸餾裝置,通過靈敏度分析確定三組雙目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)的決策變量個(gè)數(shù)分別為6、7和10。以第一組目標(biāo)輕油收率和能耗最小為例,其變量有常壓爐出口溫度、淺減壓爐出口溫度、常壓塔底注汽量、常二線產(chǎn)量、常三線產(chǎn)量、淺減壓塔減三線恩氏蒸餾95%點(diǎn)餾出溫度,相比現(xiàn)有操作優(yōu)化后常壓爐和淺減壓爐能耗降低8.2%,實(shí)現(xiàn)平均效益提升2507元/時(shí)(折2105萬元/年)。由于沒有對研究對象做任何限制,故本文開發(fā)的基于流程模擬的多目標(biāo)優(yōu)化計(jì)算方法適合于一切可用流程模擬軟件PRO/II的模擬的對象(經(jīng)適當(dāng)改進(jìn)也適應(yīng)于ASPEN所模擬的研究對象)。
【關(guān)鍵詞】：雙減壓塔 原油蒸餾 軟件集成 多目標(biāo)優(yōu)化 NSGA-II
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE624.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 研究目的與意義10-11
• 1.2 雙減壓原油蒸餾工藝11-13
• 1.2.1 雙減壓原油蒸餾工藝簡介11-12
• 1.2.2 雙減壓原油蒸餾工藝研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 精餾裝置操作優(yōu)化研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 精餾塔建模15-17
• 1.4.1 數(shù)學(xué)建模15-16
• 1.4.2 化工流程模擬軟件建模16-17
• 1.5 精餾塔水力學(xué)17-21
• 1.5.1 板式精餾塔水力學(xué)18-20
• 1.5.2 填料塔水力學(xué)20-21
• 1.6 本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 第二章 Matlab、Excel VBA和PRO/II軟件集成22-30
• 2.1 Excelink插件22-24
• 2.1.1 Excelink安裝與調(diào)用23
• 2.1.2 Excelink管理函數(shù)23-24
• 2.2 集成Matlab和VBA24-25
• 2.3 COM服務(wù)器25-26
• 2.4 集成Matlab、VB和PRO/II26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 多目標(biāo)優(yōu)化30-45
• 3.1 NSGA-II多目標(biāo)優(yōu)化30-35
• 3.1.1 Pareto非支配解集32
• 3.1.2 快速非支配排序32-33
• 3.1.3 擁擠度33-34
• 3.1.4 精英策略34-35
• 3.2 Matlab程序化NGSA-II35-38
• 3.3 自動(dòng)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化過程38-39
• 3.4 多目標(biāo)函數(shù)39-43
• 3.4.1 最大輕油收率和最小能耗40-41
• 3.4.2 最小能耗和最大輕油收益41-42
• 3.4.3 最大裝置利潤和最小火用損42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 改善優(yōu)化計(jì)算過程的收斂性45-50
• 4.1 變量可行域45-46
• 4.2 搜索判斷規(guī)則46-49
• 4.2.1 塔收斂性約束46-47
• 4.2.2 產(chǎn)品質(zhì)量約束47
• 4.2.3 水力學(xué)約束47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 6Mt/a雙減壓原油蒸餾裝置操作優(yōu)化50-73
• 5.1 雙減壓原油蒸餾裝置建模50-55
• 5.2 常壓塔靈敏度分析55-59
• 5.3 多變量雙目標(biāo)優(yōu)化59-68
• 5.3.1 輕油收率最大和能耗最小雙目標(biāo)59-63
• 5.3.2 能耗最小和輕油收益最大雙目標(biāo)63-66
• 5.3.3 利潤最大和火用損最小雙目標(biāo)66-68
• 5.4 換熱網(wǎng)絡(luò)年度總費(fèi)用最小確定最優(yōu)點(diǎn)68-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 結(jié)論與建議73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果80-81
• 附錄 讀取計(jì)算水力學(xué)所需的參數(shù)81-83
• 致謝83-84
• 附件84

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 丁云,于靜江,周春暉;原油蒸餾過程模型化的回顧與展望[J];煉油化工自動(dòng)化;1994年06期

2 程麗華,謝穎;原油蒸餾節(jié)能技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用[J];廣東石油化工高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);2000年04期

3 梁益才,張春水;利用活性添加劑強(qiáng)化原油蒸餾技術(shù)進(jìn)展[J];齊魯石油化工;2002年04期

4 羅資琴;論原油蒸餾技術(shù)的發(fā)展方向[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2003年01期

5 湯吉海,馬正飛,魏瑞平;原油蒸餾過程的模擬與分析[J];南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年01期

6 曲喜雙;劉超;曲照彤;;原油蒸餾的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析及預(yù)防措施[J];遼寧化工;2011年07期

7 宋業(yè)恒;;美國煉油廠將削減更多原油蒸餾能力[J];煉油技術(shù)與工程;2011年06期

8 曾文華,高衿暢,周春暉;大型原油蒸餾過程能量全局優(yōu)化控制策略[J];煉油化工自動(dòng)化;1994年01期

9 左國慶;集散系統(tǒng)用于原油蒸餾[J];蘭化科技;1995年01期

10 曹武衛(wèi),于勇,邱冬梅;獲得原油蒸餾收率在線方程的通用方法[J];內(nèi)蒙古石油化工;2000年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 仇汝臣;原油蒸餾產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測模型化和過程優(yōu)化研究[D];天津大學(xué);2007年

2 胡真;原油蒸餾過程的建模與優(yōu)化控制[D];浙江大學(xué);2000年

3 李進(jìn);煉油過程系統(tǒng)優(yōu)化方法及應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 陳昱珍;自熱再生技術(shù)在原油蒸餾裝置中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 張姣;基于流程模擬的雙減壓原油蒸餾多目標(biāo)操作優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2016年

3 劉寒秋;原油蒸餾過程的模擬和優(yōu)化[D];天津大學(xué);2005年

4 黃文;原油蒸餾系統(tǒng)的建模仿真與操作優(yōu)化研究[D];北京化工大學(xué);2011年

5 馬宗寧;原油蒸餾過程的工藝計(jì)算及模擬[D];華東理工大學(xué);2011年

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本文編號：671733