考虑塔压变量优化的精馏塔间热集成

发布时间：2018-03-18 14:54

  本文选题：耦合变量　切入点：热集成　出处：《高校化学工程学报》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：塔压是改变塔内温度分布的关键参数。传统设计一般先固定塔压,然后再搜寻可能的热集成,未考虑精馏与换热过程的同步优化。以塔压为关键耦合变量优化塔间的热集成,首先给出筛选热集成物流的启发式规则,然后借助流程模拟数据建立塔压与待选物流温度的约束关系,最后以年度总费用为目标函数建立了考虑塔压参数作为变量的热集成优化模型,并利用GAMS软件求解。以某炼化企业40 kt·a~(-1)干气制乙苯的精馏系统为研究背景,将塔压与物流温度关系线性化。案例研究表明:苯塔和乙苯塔的压力分别为1.5和0.82 MPa时,对应最优的热集成方案,其年度总费用为9310000 CNY·a~(-1),热集成的经济效益约为39890000 CNY·a~(-1)。本研究揭示了塔压作为耦合变量对热集成的影响及作用机制,即塔压越高并非热集成效果越好,应考虑热集成系统中不同换热过程的相互影响和制约。
[Abstract]:The column pressure is the key parameter to change the temperature distribution in the tower. The traditional design usually first fixed the column pressure, then searched for the possible thermal integration, without considering the simultaneous optimization of distillation and heat transfer process. The column pressure was used as the key coupling variable to optimize the thermal integration of the tower. First, the heuristic rules of heat integrated logistics selection are given, and then the constraint relationship between tower pressure and logistics temperature is established by using process simulation data. Finally, a thermal integration optimization model considering tower pressure parameters as variables is established with the annual total cost as the objective function, and solved by GAMS software. The background of the study is the distillation system of 40 kt 路a ~ (-1) dry gas to produce ethylbenzene in a refinery. The relationship between column pressure and logistics temperature is linearized. The case study shows that when the pressure of benzene tower and ethylbenzene tower is 1. 5 and 0. 82 MPa, respectively, the optimal thermal integration scheme can be obtained. The total annual cost is 9310000 CNY 路a ~ (-1), and the economic benefit of thermal integration is about 39890000 CNY 路a ~ (-1). This study reveals the influence of tower pressure as a coupling variable on thermal integration and its mechanism, that is, the higher the tower pressure is, the better the thermal integration effect is. The interaction and restriction of different heat transfer processes should be considered.
【作者单位】： 武汉科技大学化学与化工学院;中山大学化学与化学工程学院广东省石化过程节能工程技术研究中心;
【基金】：国家自然科学基金(21473126) 中国博士后科学基金资助项目(2015M582285) 武汉科技大学青年科技骨干培育计划(2016xz012)
【分类号】：TQ028.31;TQ241.1

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本文编号：1630064