一种基于LU分解的双塔系统过程优化方法技术方案

技术编号:44286508 阅读:16 留言:0更新日期:2025-02-14 22:22
本发明专利技术公开了一种基于LU分解的双塔系统过程优化方法,将脱丙烷塔和脱丁烷塔这两个精馏塔形成的双塔系统产出的液相产品的总价值作为优化目标,联立约束方程和归一化方程,构建优化模型;基于LU分解和二次序列规划法对优化模型进行迭代求解。本发明专利技术通过对约束方程的相关性判断和条件数的优化,能够有效避免病态问题的影响,显著提高了求解过程中的数值稳定性。去除冗余的约束方程,以及通过LU分解换基来改善条件数,均能够减少不必要的计算,提高迭代的收敛速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于大型化工流程优化,涉及一种基于lu分解的双塔系统过程优化方法。


技术介绍

1、脱丙烷和脱丁烷塔是乙烯生产过程中两个重要的精馏操作装置单元,这两个塔相互交换物料和能量。为了使整个系统保持最优操作状态,需要联合脱丙烷和脱丁烷塔两个精馏过程,从系统的角度进行研究。由于脱丙烷塔和脱丁烷塔前后具有很强的耦合,优化求解起来要比单塔复杂。既使对单塔优化得很好,联塔系统也可能无法求解。原因在于联立的模型之间互相关联影响,很容易导致约束方程相关或矛盾,此时问题可能变得不可解。此外,联合之后的蒸馏塔维数达到数千,约束方程众多,约束矩阵的条件数直接影响到问题的适定性。如果条件数较差,意味着导数矩阵接近奇异,求解将变得不稳定,数值误差被放大,进而影响最终解的精度,甚至可能无法求解,另外问题的规模很大也导致计算复杂,整个过程的优化涉及大量的质量平衡和能量平衡方程。此外,还需要考虑塔内的相平衡方程,如拉乌尔定律或吉布斯自由能模型以及塔的动态行为,如回流比、产品纯度等。所有这些物理化学过程和优化约束都可以用一组复杂的非线性方程描述,并且涉及变量和方程维数很大,但是与单塔相本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于LU分解的双塔系统过程优化方法,具体包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的基于LU分解的双塔系统过程优化方法,其特征在于:步骤3.3中所述去除冗余约束的具体步骤为:

3.如权利要求1所述的基于LU分解的双塔系统过程优化方法,其特征在于:步骤3.4中所述处理奇异矩阵换基具体过程为:

【技术特征摘要】

1.一种基于lu分解的双塔系统过程优化方法,具体包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的基于lu分解的双塔系统过程优化方法,其特征在于:步骤3.3中...

【专利技术属性】
技术研发人员:邱光昇江爱朋赵传雷姚泽坤黄立群
申请(专利权)人:杭州电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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