[发明专利]一种用于精馏经济优化的智能控制算法

说明书

一种用于精馏经济优化的智能控制算法，包括如下步骤：（1）以年度总费用为目标函数，保持待优化变量外的其它变量不变，以待优化变量值为中心改变待优化变量值，模拟计算目标函数值；（2）通过T‑xy相图确定两塔的操作压力；由简捷精馏设计的估算值作为初始值计算两塔回流比；使用“Design Specs/Vary”功能设计塔底物流流率直到满足两塔底产品质量的规定值；（3）在约束条件范围内找到使目标函数取得极小值的待优化变量值；（4）不断重复上述步骤依次迭代优化，直到取得使目标函数最小的设计变量组。本发明所述的用于精馏经济优化的智能控制算法，是基于序贯迭代软件法，应用到变压精馏的经济、准确优化过程中，可以精准精馏，提高了产品的质量与产量。

技术领域

本发明属于智能控制算法技术领域，具体涉及一种用于精馏经济优化的智能控制算法。

背景技术

在化工、制药、石油加工等过程工业过程中，易产生难以用普通精馏技术分离的共沸混合物。如：碳酸二甲酯生产过程中产生甲醇-碳酸二甲酯共沸混合物；生物燃料生产与酿酒工艺中往往产生乙醇与水共沸混合物；类固醇药物的生产过程中产生甲醇-四氢呋喃共沸物。近年来，环境、资源、能源等问题不断涌现，共沸物的高效分离，不仅节能减排，而且可以实现有价有机物的资源化再利用。变压精馏以其不引入第三种组分、易获得高纯度产品、易热集成实现节能等优势被广泛应用于压力敏感性共沸体系的分离。

据统计，精馏工艺的能耗占工厂总能耗的10％到15％，精馏相关工艺的节能与强化、优化与设计备受关注。变压精馏采用两个不同压力下的精馏塔联合操作，其高压塔塔顶蒸汽可作为低压塔再沸器热源从而实现其热集成工艺方案的设计。近年来，变压精馏工艺节能方案的选择与经济优化成为其研究热点。

变压精馏的经济优化涉及精馏塔的塔板数、进料位置、回流比与压力等优化变量，常采用基于流程模拟器的序贯迭代法与启发式优化方法实现其工艺设计与优化。启发式优化方法优化过程较简单，但随机性较强、难以保证较优的优化与设计。序贯迭代法通过不断改变待优化变量，运行流程模拟器Aspen Plus计算TAC(年度总费用)，工作量较大，迭代优化过程尤为繁琐。

中国专利申请号为CN201020671302.9公开了一种甲醇热耦合多效精馏方法及装置，是针对甲醇化工分离工程中的精馏，以及解决降低能耗、减少三废排放的问题，没有对用于精馏经济优化的智能控制算法进行优化设计。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种用于精馏经济优化的智能控制算法，是基于序贯迭代软件法，应用到变压精馏的经济、准确优化过程中，可以精准精馏，提高了产品的质量与产量，取得良好的经济效益，同时可以减少能源消耗，取得较好的环保效益，应用前景广泛。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于精馏经济优化的智能控制算法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以年度总费用为目标函数，保持待优化变量外的其它变量不变，以待优化变量值为中心改变待优化变量值，模拟计算目标函数值；

(2)通过T-xy相图确定两塔的操作压力；由简捷精馏设计的估算值作为初始值计算两塔回流比；使用“Design Specs/Vary”功能设计塔底物流流率直到满足两塔底产品质量的规定值；

(3)在约束条件范围内找到使目标函数取得极小值的待优化变量值；

(4)不断重复上述步骤依次迭代优化，直到取得使目标函数最小的设计变量组。