【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及精餾節能領域，特別地，涉及一種。
技術介紹
內部熱耦合精餾是至今為止所提出的四大節能精餾技術中節能效能最高的一項節能技術，在世界范圍內得到了巨大的重視。內部熱耦合精餾塔減少了常規精餾塔的冷凝器和再沸器的熱負荷，讓熱量從精餾段傳向提餾段，因此精餾段需要工作在比提餾段高的壓力和溫度下。為了調節工作壓力，一個壓縮機和一個節流閥被安排在兩部分之間。由于精餾段與提餾段的壓力差和熱耦合結構，一定數量的熱量從精餾段傳向提餾段，從而給精餾段提供向下的回流液，給提餾段提供向上的蒸汽流。精餾段的流速向上遞減而提餾段的流速向下遞減。通過熱量的內部耦合，可以去掉常規的再沸器和冷凝器，大量的能量被再利用，從而大幅度的降低了能耗。研究結果表明，內部熱耦合精餾塔與常規精餾塔最小回流比下的能耗和操作費用相比還可以節省30％以上。 過程優化是生產過程設計開發的關鍵，對于提高過程經濟效益具有極為顯著的作用。它是指在過程系統性能、特點所給定的約束條件下，找到使系統的效能指標或者目標函數達到最小(最大)的設備參數和操作條件。內部熱耦合精餾塔塔生產潛力優化是指在保持產品純度滿足生產要求的前提下，找到使得精餾塔產量最大的操作條件，降低單位產品能耗，從而達到節能降耗的目的。
技術實現思路
為了克服目前內部熱耦合精餾過程尚無生產潛力優化系統、單位產品能耗較高的不足，本專利技術提供一種能在保持產品純度滿足生產要求的前提下使得內部熱耦合精餾塔生產能力最大、降低單位產品能耗的。 本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是 一種內部熱耦合精餾塔生產潛力優化系統，包括與內部熱耦合...
【技術保護點】
一種內部熱耦合精餾塔生產潛力優化系統，包括與內部熱耦合精餾塔連接的現場智能儀表、控制站、數據庫以及上位機，所述現場智能儀表與控制站、數據庫和上位機連接，其特征在于：所述的上位機包括：優化計算模塊，用以優化計算，采用以下過程來完成：１）設定塔的結構參數和操作參數，指定進料流量初值；２）假定各塔板液相組成；３）對每一個塔板，分別由泡點法計算其平衡溫度和汽相組成；４）對每一個塔板，分別計算汽液相的焓值；５）由式（１）（２）計算各塔板的汽液相流量：Ｖ↓［ｊ＋１］Ｈ↓［ｊ＋１］↑［Ｇ］＋Ｕ↓［ｊ－１］Ｈ↓［ｊ－１］↑［Ｌ］＋Ｆ↓［ｊ］Ｈ↓［ｊ］↑［Ｆ］－（Ｖ↓［ｊ］＋Ｓ↓［ｊ］↑［Ｇ］）Ｈ↓［ｊ］↑［Ｇ］－（Ｕ↓［ｊ］＋Ｓ↓［ｊ］↑［Ｌ］）Ｈ↓［ｊ］↑［Ｌ］－Ｑ↓［ｊ］＝０（１）Ｖ↓［ｊ＋１］＋Ｕ↓［ｊ－１］＋Ｆ↓［ｊ］↑［Ｇ］＋Ｆ↓［ｊ］↑［Ｌ］－（Ｖ↓［ｊ］＋Ｓ↓［ｊ］↑［Ｇ］）－（Ｕ↓［ｊ］＋Ｓ↓［ｊ］↑［Ｌ］）＝０（２）其中，Ｖ表示汽相流量，Ｕ表示液相流量，Ｆ表示進料流量，Ｈ↑［Ｆ］表示進料焓值，Ｓ表示側提流量，Ｈ↑［Ｇ］和Ｈ↑［Ｌ］分別是汽液相焓值，下標ｊ－１、ｊ、ｊ＋１分別表示第ｊ－...
【技術特征摘要】
1.一種內部熱耦合精餾塔生產潛力優化系統，包括與內部熱耦合精餾塔連接的現場智能儀表、控制站、數據庫以及上位機，所述現場智能儀表與控制站、數據庫和上位機連接，其特征在于所述的上位機包括優化計算模塊，用以優化計算，采用以下過程來完成1)設定塔的結構參數和操作參數，指定進料流量初值；2)假定各塔板液相組成；3)對每一個塔板，分別由泡點法計算其平衡溫度和汽相組成；4)對每一個塔板，分別計算汽液相的焓值；5)由式(1)(2)計算各塔板的汽液相流量其中，V表示汽相流量，U表示液相流量，F表示進料流量，HF表示進料焓值，S表示側提流量，HG和HL分別是汽液相焓值，下標j-1、j、j+1分別表示第j-1、j、j+1塊板，上標L表示液相，上標G表示汽相，Q表示熱耦合量，由下式計算Q＝UAΔT(3)其中，UA表示熱耦合系數，ΔT表示耦合塔板間的溫差；6)判斷下式(4)是否成立，如果成立，則繼續7)，否則，更新各塔板液相組成，返回3)迭代；其中，x是液相組成，y是汽相組成，z是進料組成，下標i＝1，...，M表示組分，M表示組分數；7)判斷產品純度是否滿足約束，如果不滿足則結束迭代，輸出結果，前一步的進料流量即為最大進料量，如果滿足則將進料流量增加一個迭代步長Δ，返回2)繼續迭代。2.如權利要求1所述的內部熱耦合精餾塔生產潛力優化系統，其特征在于所述上位機還包括泡點法模塊，用以由泡點法計算其平衡溫度和汽相組成，其過程如下3.1)假定塔板平衡溫度；3.2)計算汽液平衡常數，采用以下過程完成yi＝Kixi(8)其中，Ф表示逸度系數，上標L表示液相，上標G表示汽相，R是氣體常數，T是溫度，P是塔板壓強，下標m＝1，...，M表示組分，M表示組分數，摩爾體積v、物性參數bG、bL、bi、aG、aL、ai，m、ξG、ξL、汽相壓縮因子ZG、液相壓縮因子ZL由物性模塊計算；3.3)檢驗是否成立，成立則結束迭代，返回計算結果，否則，更新塔板平衡溫度，返回3.2)繼續迭代。3.如權利要求1或2所述的內部熱耦合精餾塔生產潛力優化系統，其特征在于所述上位機還包括焓模塊，用以計算汽液相混合焓，其過程如下其中Hi*表示第i個純組分理想氣體的焓值，H*是混合物理想氣體焓值，c、d、e、f、h為常數。4.如權利要求2所述的內部熱耦合精餾塔生產潛力優化系統，其特征在于所述上位機還包括物性模塊，用以計算物性參數，其過程如下bi＝ΩbRTci/Pcia(14)Zci，m＝0.5(Zci+Zcm)(17)Pci，m＝RTci，mZci，m/Vci，m(18)Ωai，m＝0.5(Ωai+Ωam)(19)對汽相令AG＝aGP/R2T2(22)BG＝bGP/RT(23)αG＝2BG-1(24)取初值為1-0.6Pr，用牛頓法解如下方程，即得到汽相壓縮因子ZG則，vG＝RT/PZG(28)對液相令AL＝aLP/R2T2(32)BL＝bLP/RT(33)αL＝2BL-1(34)取初值為Pr(0.106+0.078Pr)，用牛頓法解如下方程，即得到液相壓縮因子ZL則，vL＝RT/PZL(38)Ωai＝Ci-Diτ+Eiτ2-Wiτ3(40)Ωb＝0.070721(41)τ＝0.01T(42)其中，A、B、α、β、γ、τ、Ωa、Ωb是中間變量，C、D、E、W是常數，Tc、Pc、Vc、Zc分別是臨界溫度、壓力、體積和壓縮因子，Pr是對比壓力，R是氣體常數，ki，m表示第i組分和第m組分的二元交互系數，ki，m是常數，下標c表示臨界點的性質，下標r表示對比態，下標i，m表示第i組分和第m組分的二元混合物。5.如權利要求1或2所述的內部熱耦合精餾塔生產潛力優化系統，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉興高，閆正兵，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：86[中國|杭州]
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