本发明专利技术公开一种基于清晰分离的精馏塔初值提供方法及系统，涉及塔设备求解技术领域，包括：对所有进料的组分进行加和，得到各组分的总流量；将各组分的总流量拆分为锐分离部分和非锐分离部分；对锐分离部分，按照沸点或相对分子质量逐渐增大的方式依次采出各组分；计算各采出位置的泡露点温度，得到各采出位置的温度初值；对非锐分离部分，将每一种组分按照各采出位置的采出流量比例分配至对应的采出位置；计算各采出位置的采出组分；对每一股采出位置进行闪蒸，得到各采出位置的气液相摩尔流量和分率初值；对所有塔板进行分段线性插值，得到各塔板的温度、气液相摩尔流量和分率初值。本发明专利技术用简化的方法预测计算结果，有利于加速计算过程。于加速计算过程。于加速计算过程。
【技术实现步骤摘要】
一种基于清晰分离的精馏塔初值提供方法及系统
[0001]本专利技术涉及塔设备求解
，具体而言，涉及一种基于清晰分离的精馏塔初值提供方法及系统。
技术介绍
[0002]塔设备是石油、化工、医药、轻工等生产中的重要设备之一，在塔设备内可进行气液或液液两相间的充分接触，实施相间传质，因此在生产过程中常用塔设备进行精馏、吸收、解吸、气体的增湿及冷却等单元操作过程。
[0003]精馏塔的求解过程即求解质量平衡方程、能量平衡方程、相平衡方程和归一化方程构成的大规模非线性方程组。由于化工分离过程的特殊性，需要求解的非线性方程组往往是高度刚性、病态的，迭代求解往往需要很长的迭代时间，甚至无法保证能够迭代收敛。现有的精馏塔初值提供技术，一种是将精馏塔进料的温度、组成、流量作为全塔每一块塔板的初值；另一种是取中值塔压，对进料做一次闪蒸，将饱和气相作为塔顶的组成，将饱和液相作为塔釜的组成。由于在大多数化工分离过程中，轻重组分在进料中的分布是不均一的，如果按照现有的两种方法进行初值预估，会和最终的计算结果差距较大，导致收敛困难。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种基于清晰分离的精馏塔初值提供方法及系统，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种基于清晰分离的精馏塔初值提供方法，包括：
[0006]对所有进料的组分进行加和，得到各组分的总流量；
[0007]根据各组分的塔顶压力，将所述组分分为超临界组分和非超临界组分；将所述超临界组分排在所述非超临界组分之前；在所述超临界组分中，所述组分按照相对分子质量逐渐增大的方式排序；在所述非超临界组分中，所述组分按照沸点逐渐增大的方式排序；
[0008]判断是否有采出流量设计规定，当没有采出流量设计规定时，预估采出流量；
[0009]根据预设的分配比例，将所述各组分的总流量拆分为锐分离部分和非锐分离部分；
[0010]对所述锐分离部分，按照沸点或相对分子质量逐渐增大的方式依次采出各组分，至实际采出流量与所述采出流量设计规定或所述预估采出流量相符时，停止采出，得到所述锐分离部分各所述组分的采出流量；计算各所述采出位置的泡露点温度，得到各所述采出位置的温度初值；对所述非锐分离部分，将每一种组分按照各所述采出位置的采出流量比例分配至对应的所述采出位置，得到所述非锐分离部分各所述组分的采出流量；
[0011]利用所述锐分离部分各所述组分的采出流量与所述非锐分离部分各所述组分的采出流量，计算各所述采出位置的采出组分；
[0012]对每一股所述采出位置进行闪蒸，得到各所述采出位置的气液相摩尔流量和分率初值；
[0013]对所有塔板进行分段线性插值，得到各所述塔板的温度、气液相摩尔流量和分率初值。
[0014]可选地，所述根据各组分的塔顶压力，将所述组分分为超临界组分和非超临界组分，具体为：
[0015]比较各组分的塔顶压力与对应组分的临界压力的大小，若所述塔顶压力大于所述临界压力，所述组分为超临界组分；若所述塔顶压力小于等于所述临界压力，所述组分为非超临界组分。
[0016]可选地，所述预估采出流量，具体为：
[0017]设置各所述采出位置的特定组分的摩尔分率设计规定；
[0018]将所述特定组分、所述沸点小于所述特定组分的其他所述组分从对应的所述采出位置采出；
[0019]判断所述特定组分的摩尔分率是否大于所述摩尔分率设计规定，若是，利用所述沸点大于所述特定组分的其他组分替换所述特定组分；否则，减小所述沸点小于所述特定组分的其他组分的采出流量。
[0020]可选地，所述通过计算各所述采出位置的泡露点温度，得到各所述采出位置的温度初值，具体为：
[0021]当所述采出位置的相态是气相时，计算所述采出位置对应压力下的泡点温度，将所述泡点温度作为所述采出位置的温度初值；
[0022]当所述采出位置的相态是液相时，计算所述采出位置对应压力下的露点温度，将所述露点温度作为所述采出位置的温度初值。
[0023]可选地，所述预设的分配比例的取值大于等于0.95。
[0024]可选地，各所述采出位置的采出流量比例为：所述采出位置的采出流量与总进料流量的比值；
[0025]所述将每一种组分按照各所述采出位置的采出流量比例分配至对应的所述采出位置，具体为：
[0026]利用所述组分的总流量乘以各所述采出位置的采出流量比例，得到所述非锐分离部分中各所述采出位置的各所述组分的采出流量。
[0027]第二方面，本专利技术实施例提供一种基于清晰分离的精馏塔初值提供系统，包括：
[0028]获取模块，用于对所有进料的组分进行加和，得到各组分的总流量；
[0029]排序模块，用于根据各组分的塔顶压力，将所述组分分为超临界组分和非超临界组分；将所述超临界组分排在所述非超临界组分之前；在所述超临界组分中，所述组分按照相对分子质量逐渐增大的方式排序；在所述非超临界组分中，所述组分按照沸点逐渐增大的方式排序；
[0030]判断模块和预估模块，所述判断模块用于判断是否有采出流量设计规定；当没有采出流量设计规定时，通过所述预估模块预估采出流量；
[0031]分组模块，用于根据预设的分配比例，将所述各组分的总流量拆分为锐分离部分和非锐分离部分；
[0032]采出模块，用于对所述锐分离部分，按照沸点或相对分子质量逐渐增大的方式依次采出各组分，至实际采出流量与所述采出流量设计规定或所述预估采出流量相符时，停
止采出，得到所述锐分离部分各所述组分的采出流量；还用于对所述非锐分离部分，将每一种组分按照各所述采出位置的采出流量比例分配至对应的所述采出位置，得到所述非锐分离部分各所述组分的采出流量；
[0033]第一计算模块，用于对所述锐分离部分，计算各所述采出位置的泡露点温度，得到各所述采出位置的温度初值；
[0034]第二计算模块，用于利用所述锐分离部分各所述组分的采出流量与所述非锐分离部分各所述组分的采出流量，计算各所述采出位置的采出组分；
[0035]闪蒸模块，用于对每一股所述采出位置的采出组分进行闪蒸，得到各所述采出位置的气液相摩尔流量和分率初值；
[0036]线性插值模块，用于对所有塔板进行分段线性插值，得到各所述塔板的温度、气液相摩尔流量和分率初值。
[0037]本专利技术实施例的创新点包括：
[0038]1、本实施例中，针对现有精馏塔提供算法与最终计算结果差距大的问题，提供了一种新的初值提供算法，用简化的方法预测计算结果，有利于加速计算过程，是本专利技术实施例的创新点之一。
[0039]2、本实施例中，基于化工的实际过程预测最后的计算结果，由于实际的化工过程中，往往是以清晰分离为目标设计精馏塔，对于关键组分，其分离效率往往接近于1，因此，直接按沸点的高低对组分进行排序，相较于对进料进行闪蒸的初值提供算法，更接近于实际的设计目标，是本专利技术实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于清晰分离的精馏塔初值提供方法，其特征在于，包括：对所有进料的组分进行加和，得到各组分的总流量；根据各组分的塔顶压力，将所述组分分为超临界组分和非超临界组分；将所述超临界组分排在所述非超临界组分之前；在所述超临界组分中，所述组分按照相对分子质量逐渐增大的方式排序；在所述非超临界组分中，所述组分按照沸点逐渐增大的方式排序；判断是否有采出流量设计规定，当没有采出流量设计规定时，预估采出流量；根据预设的分配比例，将所述各组分的总流量拆分为锐分离部分和非锐分离部分；对所述锐分离部分，按照沸点或相对分子质量逐渐增大的方式依次采出各组分，至实际采出流量与所述采出流量设计规定或所述预估采出流量相符时，停止采出，得到所述锐分离部分各所述组分的采出流量；计算各所述采出位置的泡露点温度，得到各所述采出位置的温度初值；对所述非锐分离部分，将每一种组分按照各所述采出位置的采出流量比例分配至对应的所述采出位置，得到所述非锐分离部分各所述组分的采出流量；利用所述锐分离部分各所述组分的采出流量与所述非锐分离部分各所述组分的采出流量，计算各所述采出位置的采出组分；对每一股所述采出位置进行闪蒸，得到各所述采出位置的气液相摩尔流量和分率初值；对所有塔板进行分段线性插值，得到各所述塔板的温度、气液相摩尔流量和分率初值。2.根据权利要求1所述的基于清晰分离的精馏塔初值提供方法，其特征在于，所述根据各组分的塔顶压力，将所述组分分为超临界组分和非超临界组分，具体为：比较各组分的塔顶压力与对应组分的临界压力的大小，若所述塔顶压力大于所述临界压力，所述组分为超临界组分；若所述塔顶压力小于等于所述临界压力，所述组分为非超临界组分。3.根据权利要求1所述的基于清晰分离的精馏塔初值提供方法，其特征在于，所述预估采出流量，具体为：设置各所述采出位置的特定组分的摩尔分率设计规定；将所述特定组分、所述沸点小于所述特定组分的其他所述组分从对应的所述采出位置采出；判断所述特定组分的摩尔分率是否大于所述摩尔分率设计规定，若是，利用所述沸点大于所述特定组分的其他组分替换所述特定组分；否则，减小所述沸点小于所述特定组分的其他组分的采出流量。4.根据权利要求1所述的基于清晰分离的精馏塔初值提供方法，其特征在于，所述通过计算各所述采出位置的泡露点温度，得到各所述采出位置的温度初值，具体为：当所述采出位置的相态是气相时...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘中奇，梁晓，梁洋洋，卢俊晶，张志强，王健，章展鹏，张天琦，
申请(专利权)人：清云智通北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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