分离变量联立求解的流程模拟系统的优化及其应用研究

本文以SQP优化算法为基础,结合分离变量联立求解的流程模拟系统,研究了化工过程优化的方法。分离变量联立求解的流程模拟系统,以分离变量的手段解算化工过程模拟中的非线性方程组,其主要计算量在于估算非线性方程组的Jacobii矩阵。然而,一旦估算出一定条件下的Jacobii矩阵后,在一定范围内改变决策变量再作计算时,无需重估Jacobii矩阵,可大大缩短计算时间。根据这一特点,同时考虑到在整个优化计算中的数值计算的稳定性,在进行优化计算时采用了简约可行域优化方法(RFV),并对具有工业背景的天然气乙烷回收装置进行了优化计算。计算结果表明,对于流路复杂、模拟单元操作设备较多的天然气乙烷回收装置,上述RFV优化方法是可行的。当优化模型中有6个独立决策变量时,优化迭代次数为5、6次,CPU时间(UNIVAC-1100-72机)约为9min,约相当于单次模拟时间的9倍。