[发明专利]一种精馏塔气体浓度的快速计算方法

说明书

一种精馏塔气体浓度的快速计算方法，首先获取精馏段和提馏段的压力与温度；通过查表或测量的方式获取对应压力和温度下的气体浓度；构建压力与温度下关于气体浓度的多元回归模型；运用最小二乘法计算回归参数的估计值；将回归参数的估计值带入多元回归模型，从而得到气体浓度的计算公式。

技术领域

本发明涉及精馏塔效率计算，特别是涉及一种精馏塔气体浓度的快速计算方法。

背景技术

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。

精馏塔是在塔釜加热，在塔内产生上升蒸汽；塔顶冷凝，部分凝液作为轻组分较浓的塔顶产品，部分凝液作为回流形成塔内下降液流；连续或间歇地自塔釜排除部分釜液作为重组分较浓的塔底产品；在塔中部适当位置加入待分裂料液，加料位置将塔分为上下两个塔段，上段为精馏段，下段为提馏段。

在精馏塔运行过程中，运行参数的获取难度较大，压力和温度的获取相对容易，如何在只能获取到精馏塔精馏段和提馏段压力和温度参数的条件下，快速得到精馏段和提馏段的气体浓度，从而提高理论塔板数和精馏塔效率的计算效率是一大难题。现有技术一般通过检测或查表的方式获取一定温度和压力条件下的气体浓度值，从而计算理论塔板数，再根据理论塔板数计算全塔效率，但由于压力与温度变化范围小，变化迅速，压力/温度气体浓度表无法进行完全列举，况且由于检测难度比较大，查表方式对于计算也多有不便，导致理论塔板数和全塔效率计算的效率低下。

发明内容

本发明的一个目的在于：根据精馏塔精馏段和提馏段压力和温度参数，借助已有的气体浓度与压力、温度的对应关系，构建气体浓度计算模型，从而快速计算精馏段和提馏段的气体浓度，克服检测和查表方式获取气体浓度带来的不便，提供了一种精馏塔气体浓度的快速计算方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种精馏塔气体浓度的快速计算方法，获取精馏段和提馏段的压力与温度；通过查表或测量的方式获取对应压力和温度下的气体浓度；构建压力与温度下关于气体浓度的多元回归模型；运用最小二乘法计算回归参数的估计值；将回归参数的估计值带入多元回归模型，从而得到气体浓度的计算公式。

进一步地，所述构建压力与温度下关于气体浓度的多元回归模型，具体包括：

压力与温度下关于气体浓度的多元回归模型：Y＝Xβ，

其中，

x_i表示压力，z_i表示x_i压力下的温度，y_i为对应压力x_i和温度z_i下的气体浓度，β为回归参数。

进一步地，所述运用最小二乘法计算回归参数的估计值，具体包括：

使得离差平方和最小的解，为回归参数β的估计值

令

以上方程组整理后，得到矩阵形式表示的正规方程组

移项得

即