化工过程工况迁移控制 ————以裂解装置乙烯精馏塔为例

发布时间：2023-03-24 02:16

　　化工过程系统的主要特点在于流程复杂、生产条件多变以及能耗巨大等。在生产条件多变的背景下,大范围的工况变化时有发生,而且由于流程复杂,常规的过程控制难以实现工况的平稳过渡。工况迁移是指大范围的工况变化过程,工况迁移控制就是针对该过程所采用的控制方式。本文从动态建模、工况点稳态优化、工况点之间的动态控制三个方面系统地讨论了化工过程工况迁移问题。本文首先提出气液相混合精馏塔的全动态建模方法,并对某实际裂解制乙烯装置中的乙烯精馏塔进行了建模及仿真。传统精馏塔动态建模方法中,仅讨论了塔板上的液相动态过程,而忽略了降液管和板间气相空间的动态过程。本文通过机理分析,考虑降液管的液相滞留量和气相空间的气相滞留量,建立了精馏塔的完整动态数学模型,并将该建模方法应用于乙烯精馏塔,仿真结果验证了全动态建模方法的合理性。接下来,针对乙烯精馏塔工况迁移问题,讨论稳态工况点的优化,即根据生产条件的变化来优化目标工况点的位置。稳态优化所依赖的稳态模型是动态模型的特殊形式。本文从后续生产过程的经济效益和工况迁移过程的可操作性两个方面来讨论目标工况点的影响。具体来说,从乙烯装置整体考虑,引入循环能效系数,将经济效益量化...

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
    1.1 化工过程工况迁移研究背景
    1.2 化工过程工况迁移研究基础
        1.2.1 工况迁移过程的定义
        1.2.2 化工过程的动态建模
        1.2.3 化工过程的稳态优化
        1.2.4 化工过程的动态优化
    1.3 化工过程工况迁移问题剖析
    1.4 研究内容及结构安排
    1.5 本章小结
第2章 精馏塔动态机理模型
    2.1 数学模型整体考虑
    2.2 精馏塔基本动态机理模型
        2.2.1 板式精馏塔机理模型概述
        2.2.2 传统塔板动态模型
    2.3 精馏塔全动态机理模型
        2.3.1 精馏塔动态过程分析
        2.3.2 塔板机理分析及建模
        2.3.3 降液管机理分析及建模
        2.3.4 气相空间机理分析及建模
    2.4 乙烯精馏塔动态模型建立
        2.4.1 乙烯精馏塔的独具特征
        2.4.2 动态模型的仿真求解
    2.5 本章小结
第3章 乙烯精馏塔工况点的均衡优化
    3.1 乙烯精馏塔工况迁移描述
    3.2 乙烯精馏塔工况点经济效益优化
        3.2.1 经济效益总体分析
        3.2.2 循环能耗分析
        3.2.3 循环能效系数的估算
        3.2.4 经济效益优化的构建和求解
    3.3 经济效益和可操作性的均衡优化
        3.3.1 乙烯精馏塔工况点可操作性分析
        3.3.2 多目标优化策略
        3.3.3 乙烯精馏塔的优化求解
    3.4 本章小结
第4章 乙烯精馏塔工况迁移策略
    4.1 迁移动态过程的数学描述
    4.2 基于常规控制的乙烯精馏塔工况迁移
        4.2.1 乙烯精馏塔常规控制策略
        4.2.2 基于质量指标常规控制策略
        4.2.3 基于安全指标常规控制策略
    4.3 基于动态优化的乙烯精馏塔工况迁移
        4.3.1 工况迁移问题的动态优化策略
        4.3.2 乙烯精馏塔工况迁移动态优化求解
    4.4 本章小结
第5章 迁移控制策略的协调方案
    5.1 问题描述
    5.2 动态优化结构调整
        5.2.1 等效滤波器
        5.2.2 优化模型描述
    5.3 乙烯精馏塔工况迁移动态优化结构调整
        5.3.1 固定滤波器参数的动态优化
        5.3.2 可调滤波器参数的动态优化
    5.4 本章小结
第6章 迁移控制策略的选择判定
    6.1 控制策略选择分析
    6.2 控制策略判定准则
    6.3 乙烯精馏塔不同迁移过程控制策略选择
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 研究内容总结
    7.2 后续工作展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集



本文编号：3769236