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随着科学技术的发展,人类对能源的需求日益增加,而能源危机又使能源价格大涨,这使得企业不仅需要寻求可替代能源,而且需要迫切解决节能技术问题。化工是对能源最为依赖的行业之一,而其中的精馏过程是炼油、石化和化工生产过程中的高能耗生产单元,对精馏过程进行优化是节能降耗和提高效益的有效手段。通用流程模拟器,如ASPEN PLUS、PROⅡ、HYSYS和CHEMCAD等,由于有着严格的热力学模型,以及灵活的单元过程和设备模型,被广泛应用于精馏过程的模拟分析与设计。针对流程模拟器特性与基于梯度的优化方法的结合是较困难的及优化问题可能存在多个局部最优的问题,本文提出基于流程模拟器与列队竞争算法的优化方法,并将该优化方法应用于精馏的过程优化中本文主要针对精馏操作优化和设计优化进行研究,主要内容有以下几点：(1)深入了解精馏节能的方法及其意义,全面学习总结国内外对精馏优化的相关研究工作(2)建立MATLAB与流程模拟器的集成平台,在此基础上,提出基于列队竞争算法与流程模拟器的优化方法。针对该优化方法在求解时间上的缺陷,本文对该方法进行改进。采用三元组分分离的设计优化验证所提出的优化方法的可行性,并与仅用流程模拟器进行优化的方案相比较,说明提出的优化方法是可行的。(3)将提出的优化方法应用于精馏的操作优化中,以两个实例来验证。一是主分馏塔的操作优化,将全年的汽柴油价格分为四个周期,对不同的周期进行相应的操作优化,目标函数值同时考虑了热能利用与产品分布,优化求解得到了总体效益最大的优化操作方案；二是甲醇三效精馏的操作优化,以总能耗为目标函数,优化求解得到总能耗最低的操作方案。(4)将提出的优化方法应用于精馏的设计优化中。应用本文的方法对从C4混合物中分离出1-丁烯进行了优化设计,其中优化模型考虑了分离序列和热集成情况。优化结果表明本文提出的方法是有效的,不但能用于蒸馏过程优化设计,也能用于化工过程流程设计。