基于分子矩阵的炼油过程物流组成表达及转换

分子模拟用于炼油生产的建模和优化能比传统集总方法提供更多分子信息。用以烃类同系物为基础的分子矩阵描述炼油过程中的各种物流,提出一种用于物流物性和分子组成的转换方法,据此可对炼油过程建立分子模型,并将过程分子模型与全厂优化相结合。每个过程的建模都要用到相关物流的分子矩阵,分子矩阵可由物流的物性关联得到,本文将阐述如何实现物流的分子矩阵和物性之间的转化。     

催化重整过程的分子模拟与优化

采用分子模拟方法对石脑油催化重整过程进行研究。原料是常压精馏后的产物,主要是C5到C10的烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃,在3个连续固定床反应器中进行烷烃裂解、环烷烃及芳烃侧链裂解、加氢和脱氢等过程,得到高辛烷值的汽油产品。建立催化重整过程的分子模型,在满足产品中苯、芳烃含量限制和辛烷值(RON)指标的条件下,优化操作温度和压力,实现经济效益最大化。优化结果表明,通过对催化重整过程分子模型的优化可以显著提高效益,同时汽油调和还与其他操作过程如催化裂化(FCC)、异构化、烷烃化等有关,因此通过分子模拟对全厂操作进行优化将会获得更大的利益。     

换热网络与蒸汽动力系统联立优化方法的探讨（Ⅱ） 扩展转运模型法

本文提出了换热网络和蒸汽动力系统联立优化的扩展转运模型法，运用这一方法，可以求得联合系统的联接变量的最佳数值，然后用各自的方法对换热网络与蒸汽动力系统分别进行综合，使联合系统的总能耗最小。     

基于合成气的联供联产系统仿真

在分析构成联供联产系统中关键技术的基础上,利用Aspen Plus软件对系统的单元操作过程进行了建模仿真工作。通过不同技术的组合,得到了二甲醚单产系统、二甲醚与电力的联产系统、煤与天然气联供的二甲醚电力联产系统,并通过模型的仿真计算,计算出各自系统中关键节点的物流和能流数据,为后续的3E研究提供了可靠的数据。     

催化重整过程的数学关联模型

分析了催化重整过程中C5－C9组分可能发生的反应,基于进出口组分的反庆路径网络,首先建立了一个的描述出口组成和进料组成关系的复杂数学模型,在这个模型中,考虑了所有可能的转化关系,对于某一种出口组分,由于有些进料组分贡献很小,忽略后不会对结果产生很大的影响,所以对复杂模型进行了合理简化,获得计算效率更高且方便实用的简化模型,文中利用工厂的实际数据关联了简化模型中的参数,并对实际 工况进行了模拟,模型计算结果和工数据吻合得很好。     

不相容多组分质量交换网络综合

The multi-component incompatible phenomena of a single mass exchanger was analyzed and the method for the optimal flow rate of lean stream was proposed. Genetic algorithm was used to optimize the MEN. To solve the incompatible phenomena the method of encoding the number of trays of each mass exchanger was proposed. The method was illustrated with an example. In contrast to the result previously published, the final network obtained was the cheapest. Furthermore, the method could also deal with incompatible multi-component MEN.     

联合优化过程中换热网络设备费用算法研究

本文根据换热器网络特点,通过数学分析得到了一个估算换热器网络最优设备费用的方法。在该方法中,根据作者提出的分割办法,换热网络被分成若干个子网络,然后以这些网络的热负荷分布代替它们的面积分布来求取各个子网络的设备费用,进而获得总设备费用。通过大量的例题计算,对该方法的准确性进行了验证,其误差一般小于10％。     

计算机辅助换热网络两步法优化综合

本文提示了换热网络优化综合的两步法.第一步为应用夹点设计法(PD法),在给定的最优夹点传热温差的基础上,综合出一初始的优化网络.本文通过对夹点概念的理论分析,推导出求取最优夹点温差的解析式.计算实例表明,利用此解析式求取最优夹点温差值具有计算简便、准确的优点.第二步为在第一步所获得的初始优化网络的基础上,建立换热网络优化综合非线性规划数学模型,其目标函数为投资和年操作费用,其约束条件为各换热器及分流器、混合器的物料平衡、热量平衡、传热方程等等.应用逐次二次规划法优化软件VMCON进行求解.计算实例表明:经过非线性规划法优化所得的换热网络,其费用比仅由第一步所获得的初始优化网络下降14%,比由其它调优方法所改进的换热网络也要好.为了工程上使用的方便,将上述方法开发成一换热网络自动综合积成软件,该软件包括:1.扩展表格程序.该程序将换热网络综合问题的原始数据和综合结果通过此表格输入或输出.2.3DPLOT绘图程序.它可将冷、热物流匹配关系以图形方式绘出.3.换热网络综合程序.该程序应用夹点设计法对给定的冷、热物流进行网络综合,产生一初始优化网络.4.换热网络模拟程序.对已知结构及尺寸的换热网络进行模拟计算.5.标准换热器数据库.它包括若干标准换热器的尺寸和性能等数据.并     

COMPUTER AIDED OPTIMAL HEAT EXCHANGER NETWORK SYNTHESIS BY A TWO-STAGE METHOD

This paper presents a two-stage method for the optimal heat exchanger network synthesis.In the firststage based on the study of the pinch point properties,a network minimizing the utility consumption and thenumber of exchangers is developed.Usually,this network is close to the optimal.In the second stage,anonlinear programming formulation is developed,and its solution with features of minimum capital andannual operating costs provides an improvement on the network obtained in the first stage.An integratedsoftware package for heat exchanger network synthesis has been developed.This package consists of a sp-readsheet,a graphics program,a data base management system,a menu program,an application networksynthesis program,a network simulation program and a data base of standard size exchangers.The appli-cation of this method is illustrated with several examples which include a complex crude oil preheating heatexchanger network.     

反应器网络综合方法研究

在提出三分布参数通用模型的基础上,对分布参数进行了改进和扩展,使分布参数通用模型的表达能力更为丰富。在原来的侧线进料、侧线循环和侧线采出这三个分布参数的基础上,选择能更有效地影响反应器网络内部的浓度分布的形式。进一步分析各分布参数对网络内各组分及优化集成目标函数的变化影响。通过对两个案例的计算和结果的分析,改进了的分布参数通用模型可以更准确地给出最优的反应器网络结构以及网络中反应器单元的类型和大小。