【摘 要】
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苯乙烯是化学工业产业链的重要一环,是最基本的高分子材料单体之一,广泛的应用于建筑,医药,家电等多个行业。苯乙烯生产过程的节能降耗成为了提高产品竞争力的重要手段,而生产过程的能耗又主要集中在精馏工段。间壁式精馏塔作为一种高热力学效率的精馏节能技术在苯乙烯精馏过程中可以发挥重要作用。本文以环氧丙烷/苯乙烯联产工艺中苯乙烯精馏工段为研究对象,以间壁式精馏塔为精馏节能技术,对该工艺进行模拟优化研究。本文首
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苯乙烯是化学工业产业链的重要一环,是最基本的高分子材料单体之一,广泛的应用于建筑,医药,家电等多个行业。苯乙烯生产过程的节能降耗成为了提高产品竞争力的重要手段,而生产过程的能耗又主要集中在精馏工段。间壁式精馏塔作为一种高热力学效率的精馏节能技术在苯乙烯精馏过程中可以发挥重要作用。本文以环氧丙烷/苯乙烯联产工艺中苯乙烯精馏工段为研究对象,以间壁式精馏塔为精馏节能技术,对该工艺进行模拟优化研究。本文首先通过对实际工艺的分析研究,提出基于四种不同结构的间壁式精馏塔的改进工艺,并建立了稳态数学模型。以年度总费用最小为优化的目标函数,将设备参数与操作参数优化问题抽象成混合整数非线性规划问题。提出了一种引入混沌序列的改进的启发式搜索算法,对不同结构的间壁式精馏塔结构搜索经济上的最优操作条件。与原精馏工艺相比,完全热耦合间壁式精馏塔（Fully Thermally Coupled Distillation Column,FTC）工艺年度总费用降低21.36%,液体传输式间壁式精馏塔（Agrawal’s LiquidOnly Transfer Divided Wall Column,ALT）工艺年度总费用降低10.14%。为了研究不同结构的间壁式精馏塔的可操作性,针对经济效益最好和次好的FTC、ALT建立了动态数学模型,并分别设计了两种控制方案。通过引入平方误差积分准则,定量地比较了几种控制方案应对扰动时的鲁棒性,结果表明,ALT的可操作性显著优于FTC。
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