[发明专利]一种精馏塔进料位置和温度优化方法、系统、设备及介质

说明书

本发明涉及一种精馏塔进料位置和温度优化方法、系统、计算机设备及可读存储介质。通过获取精馏塔和进料物料初始数据，根据初始数据建立精馏塔数学模型，并根据数学模型获得精馏塔进料塔板计算数据，基于进料塔板计算数据，建立虚拟闪蒸器模型，设置模拟闪蒸器模型和精馏塔相同的操作条件，获得闪蒸数据，根据进料塔板上各组分气相组成和液相组成、以及各组分闪蒸后气相组成和液相组成构建目标函数，通过目标函数的收敛情况调整精馏塔的进料位置和进料温度，使闪蒸后的组分和精馏塔进料塔板上的组分相差不大，经过迭代计算，获得最佳的进料位置或进料温度。实现节能降耗、减少设备投资、提高分离效率、简化工艺流程的需求。

技术领域

本发明涉及精馏分离节能技术领域，尤其涉及一种精馏塔进料位置和温度优化方法、系统、计算机设备及可读存储介质。

背景技术

为响应低碳转型，促进经济结构、能源结构和产业结构升级，倒逼各行业克服产业偏重、能源偏煤、效率偏低、对高碳发展路径依赖惯性大等巨大困难。在石化炼化工业中，低碳的目标之一是形成新一代的节能方法，让节能方案能够与装置全局优化相结合，准确量化计算装置整体效益。

其中，精馏塔是石化炼化工业中常用装置，也是一个能耗大、碳排放高的装置，为此催生了许多精馏塔节能模型。但精馏分离节能模型的主流仍是以虚拟组分为主，忽视石油馏分的复杂分子信息及反应机理过程，基于分子水平优化精馏塔节能模型的技术比较匮乏，实际工程的优化方法与详细分子信息的耦合基本还是空白。

本发明提出从分子层面优化精馏塔模型，进一步提高石化炼化的节能效果。

发明内容

本发明提供了一种精馏塔进料位置和温度优化方法、系统及计算机可读存储介质，以解决基于分子水平优化精馏塔节能模型的技术比较匮乏，实际工程的优化方法缺乏与详细分子信息耦合的技术问题，并进一步提高石化炼化的节能效果。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种精馏塔进料位置和温度优化方法，所述方法包括：

获取精馏塔和进料物料初始数据，所述精馏塔初始数据包括精馏塔压力和精馏塔总塔板数，所述进料物料初始数据包括进料量、进料组成、进料温度、进料压力、进料位置；

根据所述初始数据建立精馏塔数学模型；

根据精馏塔数学模型，计算获得精馏塔进料塔板计算数据，所述精馏塔进料塔板计算数据包括进料塔板计算温度、进料塔板计算压力、进料塔板上各组分气相组成、进料塔板上各组分液相组成；

根据所述精馏塔进料塔板计算数据，建立虚拟闪蒸器模型，设置所述模拟闪蒸器模型和所述精馏塔相同的操作条件，计算物料在所述虚拟闪蒸器模型闪蒸后的闪蒸数据，所述闪蒸数据包括各组分闪蒸后气相组成、各组分闪蒸后液相组成、虚拟闪蒸器模型的计算温度；

根据所述进料塔板上各组分气相组成和液相组成、以及所述各组分闪蒸后气相组成和液相组成构建目标函数，判断所述目标函数是否满足收敛要求，若不满足，则改变所述进料位置或调节所述进料温度，进行迭代计算，直到所述目标函数满足收敛要求，获得最优进料位置或最优进料温度。

在进一步的实施例中，所述获得最优进料位置或最优进料温度之后，还包括：

计算精馏塔在所述最优进料位置下精馏分离的能耗和分离效果，并与非最优进料位置下精馏分离的能耗和分离效果进行对比分析，输出第一分析结果；

计算精馏塔在所述最优进料温度下精馏分离的能耗和分离效果，并与非最优进料温度下精馏分离的能耗和分离效果进行对比分析，输出第二分析结果。

在进一步的实施例中，所述根据所述精馏塔进料塔板计算数据，建立虚拟闪蒸器模型，设置所述模拟闪蒸器模型和所述精馏塔相同的操作条件，计算物料在所述虚拟闪蒸器模型闪蒸后的闪蒸数据，包括：