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化学工程2024年第11期:精馏系统的多目标优化设计及分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:高伟;景旭亮;陈景;李鸿雄;杨东元;孙育滨;

单位:陕西延长石油(集团)有限责任公司;陕西延长石油(集团)有限责任公司大连化物所西安洁净能源(化工)研究院;

摘要:相比传统精馏过程多以单塔作为优化对象,将整个精馏系统作为研究对象更有实际意义。将精馏系统总投资费用C_T和总热负荷Q作为优化目标,通过计算机COM接口连接Python和Aspen-Plus软件,调用NSGA-Ⅲ算法对精馏系统进行多目标优化。以戊烷分离流程为例,对4塔的理论板数、进料板数8个变量进行优化和分析。优化结果表明,相比较传统优化,多目标优化的表现更优,二者热负荷接近时总投资费用降低5.37%,总投资费用接近时,热负荷降低8.17%。同时分析多目标优化时侧重总投资费用C_T的解和热负荷Q的解的不同优化过程。进一步的单变量分析结果表明:由于精馏塔回流比参数的特性,目标函数中热负荷Q受到的影响更大,多目标优化的最优解在热负荷变化平稳后得出。

关键词:精馏系统;多目标优化;NSGA-Ⅲ算法;单变量分析

基金资助:陕西省青年科技新星项目(2023KJXX-124); 陕西省重点研发计划项目(2024GX-YBXM-508)