针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法技术

技术编号:43211063 阅读:18 留言:0更新日期:2024-11-05 17:06
本发明专利技术公开了一种针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法,首先建立三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的稳态模拟,再以TAC、CO<subgt;2</subgt;排放量和PRI作为目标函数,建立多目标优化模型;再将数值计算软件和流程模拟软件相结合,采用NSGA‑II算法对多目标优化模型进行多目标优化,得到Pareto前沿最优解集,最后使用基于熵权法的TOPSIS法确定多目标最优解。本发明专利技术采用了全局多目标优化方法,同时考虑了经济、环境、安全的效益;引入了NSGA‑II算法,同时处理多个目标函数、多个变量对整个过程的影响,避免陷入局部最优解,可得到包含较多候选解的解集;并使用基于熵权法的TOPSIS法对所有最优解集进行评估排序确定最优解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工仿真,具体是一种针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法


技术介绍

1、三元共沸体系中存在多种共沸物,因此很难通过常规精馏分离如此复杂的系统。近年来学者们针对这一复杂的共沸物体系提出了若干分离方法,其中,侧线萃取精馏由于其节能优势而用于分离共沸混合物。文献《cui y,zhang z,shi x,et al.triple-columnside-stream extractive distillation optimization via simulated annealing forthe benzene/isopropanol/water separation[j].separation and purificationtechnology,2020,236:116303.》中提出了双侧线萃取精馏工艺用于分离三元共沸体系,并通过模拟退火算法以最小年总成本为目标函数对工艺流程进行了全局优化,发现侧线的引入能够有效降低精馏塔塔釜的返混现象,从而达到节约能源的目的。与传统的萃取精馏相比,这种双侧线萃取精馏工艺可以有效节约1本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法,其特征在于,步骤1中,三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程包括第一分离塔T1、第一分离塔冷凝器、第一分离塔回流罐、第一分离塔再沸器、第二分离塔T2、第二分离塔冷凝器、第二分离塔回流罐、第二分离塔再沸器、第三分离塔T3、第三分离塔冷凝器、第三分离塔回流罐、第三分离塔再沸器、热集成换热器HX和循环萃取剂冷却器HEATER;

3.根据权利要求1所述的针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精...

【技术特征摘要】

1.一种针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法,其特征在于,步骤1中,三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程包括第一分离塔t1、第一分离塔冷凝器、第一分离塔回流罐、第一分离塔再沸器、第二分离塔t2、第二分离塔冷凝器、第二分离塔回流罐、第二分离塔再沸器、第三分离塔t3、第三分离塔冷凝器、第三分离塔回流罐、第三分离塔再沸器、热集成换热器hx和循环萃取剂冷却器heater;

3.根据权利要求1所述的针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法,其特征在于,步骤1中,热集成是通过三座分离塔的塔釜采出萃取剂流股为第二分离塔t2的进料流股ss1预热,经过热集成换热器hx后,进料流股ss1得到进一步预热,而塔釜采出萃取剂的温度得到冷却,这一过程使第二分离塔t2和循环萃取剂冷却器heater的热负荷均相应降低;双侧线是来自第一分离塔t1的侧流流股ss1进入第二分离塔t2,来自第二分离塔t2的侧流流股ss2进入第三分离塔t2,引入侧线能够有效的降低分离塔塔釜的返混现象,从而达到节约能源的目的。

4.根据权利要求1所述的针对三元共沸体系的热集成双侧线萃取精馏过程的多目标优化方法,其特征在于,步骤2中,决策变量包括第一分离塔t1塔板数、第二分离塔t2塔板数、第三分离塔t3塔板数、第一分离塔t1进料位置、第二分离塔t2进料位置、第三分离塔t3进料位置、第一分离塔t1塔顶采出量、第二分离塔t2塔顶采出量、第三分离塔t3塔顶采出量、第一分离塔t1回流比、第二分离塔t2回流比、第三分离塔t3回流比、总萃取剂进料流量、萃取剂分流比、第一分离塔t1萃取剂进料位置、第二分离塔t2萃取剂进料位置、第一分离塔t1侧线采出流量、第二分离塔t2侧线采出流量、第一分离塔t1侧线采出位置、第二分离塔t2侧线采出位置、进料预热后热集成换热器hx出口温度thx-out、循环萃取剂冷却器heater出口温度theat-out,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:白文帅任泰霖文星宇
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:

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