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塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法技术

技术编号:41874943 阅读:53 留言:0更新日期:2024-07-02 00:26
本发明专利技术公开了一种塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,首先对精馏流程进行结构表示,得到精馏流程结构;然后将同时包含精馏序列结构、塔釜液相闪蒸再压缩结构、热耦合结构和能量集成结构的精馏流程的设计问题转化为最优化问题;再使用SA‑PSO双层优化框架对任意N组分待分离混合物依次进行PSO优化和SA优化,得到最优解。本发明专利技术针对多组分待分离混合物,实现了同时包含精馏序列、塔釜液相闪蒸再压缩、热耦合和能量集成结构的完整表示,再建立以TAC为目标函数的隐式MINLP模型,将精馏流程的设计问题转化为最优化问题,最后使用SA算法和PSO算法相结合的SA‑PSO随机优化框架实现离散变量和连续变量的同时优化,完成高效求解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工过程系统工程(process system engineering,简称pse)领域,涉及聚焦于精馏系统的优化,具体是一种塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法


技术介绍

1、精馏具有处理量大、操作简易等优点,是化学和石油工业中主要的分离方法。然而,传统的精馏过程往往能耗占化工过程比重较高,并且热力学效率不足10%。

2、精馏序列合成是实现精馏过程节能的重要手段。为提高精馏过程能量利用效率,多种节能技术,如非清晰分离、塔釜液相闪蒸再压缩、热耦合和能量集成技术均需在序列合成中同时进行考虑。

3、对于多组分(组分数≥3)待分离混合物,精馏序列合成问题所呈现的大规模的组合特性以及强非凸特性将给模型的求解带来较大难度。截至目前,现有技术尚且无法针对多组分待分离的混合物,实现同时考虑非清晰分离、塔釜液相闪蒸再压缩、热耦合和能量集成技术的精馏序列设计与优化。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本专利技术拟解决的技术问题是,提供一种塔釜液相闪蒸再压缩的能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,其特征在于,步骤1中,TAC的计算公式表示为:

3.根据权利要求1所述的塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,其特征在于,步骤2具体是:在随机生成精馏流程结构的过程中,首先通过二叉树编码方式生成精馏序列结构,再引入压缩比CR表示塔釜液相闪蒸再压缩结构,并利用0/1变量表示热耦合结构;最后基于夹点分析的原理设计能量集成结构,得到精馏流程结构。

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【技术特征摘要】

1.一种塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,其特征在于,步骤1中,tac的计算公式表示为:

3.根据权利要求1所述的塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,其特征在于,步骤2具体是:在随机生成精馏流程结构的过程中,首先通过二叉树编码方式生成精馏序列结构,再引入压缩比cr表示塔釜液相闪蒸再压缩结构,并利用0/1变量表示热耦合结构;最后基于夹点分析的原理设计能量集成结构,得到精馏流程结构。

4.根据权利要求3所述的塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,其特征在于,步骤2中,二叉树编码方式生成精馏序列结构,具体是:将n组分待分离混合物中的组分按照挥发度从大到小的顺序进行排序,并按照从1到n进行编号,进而任何混合流股均能够表示为由最重和最轻组分编码组成的二维数组;[m,n]表示n-m+1个组分的混合流股,其中m,n分别是混合流股中最轻组分和最重组分的编码;而分离[m,n]的混合流股的分离任务能够用二叉树表示;通过在约束条件m≤x<n、m<y≤n且y≤x+1下随机分配整数x和y,生成任意可行的分离任务k。

5.根据权利要求3所述的塔釜液相闪蒸再压缩的能量集成热耦合多组分精馏流程结构设计方法,其特征在于,步骤2中,压缩比cr的计算公式如下:

6.根据权利要求3所述的塔...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗祎青叶方俊袁希钢贾胜坤
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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