复杂炼油塔模拟的改进联立方程内外层算法

发布时间：2021-02-27 04:59

　　在内外层算法的基础上,采用联立方程思想将主塔、侧线汽提塔视为一个整体进行建模,并针对复杂炼油塔的特点对算法提出了改进。首先,由于传统内外层法简化的K值模型对组成的变化不敏感,在处理带有石油的体系时,容易出现迭代次数较多,甚至部分塔板温度更新异常的问题,因此采用了汽相分数加和式推导了简化的K值模型加权因子。其次,借鉴流量加和法思想,规定侧线汽提塔的塔底产品流量作为设计变量,增强了算法收敛的稳定性。为验证改进后算法的有效性,采用不同的算法对实际的常压塔进行了模拟,结果显示改进后的算法适合应用于复杂炼油塔的模拟计算。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(05)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

复杂炼油塔理论板模型

内外层算法（图2）在内层中引入提馏因子Sb作为迭代变量描述塔板上的流量分布，避免了将塔板温度和流量视为独立的迭代变量[24]；引入侧线采出因子RL、RV描述塔板的采出量；引入相对挥发度α来描述相平衡关系。为了减少热力学计算耗时，内外层算法采用了两套相平衡常数K和焓计算模型。在外层更新各迭代变量的值，采用严格的K值和焓模型计算简化的模型参数；在内层求解ME方程得到塔板上的组成和流量，并采用简化的K值模型和焓模型分别求解塔板温度和汽液相焓值[25]。

如图4所示,在对带有汽提塔的复杂炼油塔进行建模时，通常情况下规定主塔的采出量Uk和侧线汽提塔蒸汽的进料量FN。然而在对实际的炼油生产过程进行模拟时，往往需要固定塔底产品量，此时汽提塔塔顶的进料量F1和回主塔的汽相量V1是不能确定的，主塔采出板的侧线采出因子是不确定的，从而导致无法对物料平衡系数矩阵进行求解。因此，改进的内外层算法借鉴流量加和法更新流量的方式实现固定侧线汽提塔的产品流量，具体步骤如下。(1）在初次迭代中，以规定的汽提塔产品量作为主塔采出量的初值，通过求解近似的三对角矩阵得到塔板上的组成、流量。

【参考文献】：
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本文编号：3053726