【摘 要】
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实际工业生产中会产生大量的共沸或近沸点混合物。针对当前共沸物系变压精馏工艺能耗高的特点,本文集成热泵精馏、差压热耦合精馏、侧线精馏的特点,提出了一个全新的变压精馏工艺。针对最低共沸物系,其特点是:1)高压塔顶气并联做为自身（经压缩后）和低压塔的再沸热源;2)取消低压塔顶冷凝系统,将低压塔顶气压缩后送入高压塔中部,以升级利用其余热;3)从高压塔中部抽出液相侧线送低压塔顶部做回流,形成侧线蒸馏流程,以
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实际工业生产中会产生大量的共沸或近沸点混合物。针对当前共沸物系变压精馏工艺能耗高的特点,本文集成热泵精馏、差压热耦合精馏、侧线精馏的特点,提出了一个全新的变压精馏工艺。针对最低共沸物系,其特点是:1)高压塔顶气并联做为自身（经压缩后）和低压塔的再沸热源;2)取消低压塔顶冷凝系统,将低压塔顶气压缩后送入高压塔中部,以升级利用其余热;3)从高压塔中部抽出液相侧线送低压塔顶部做回流,形成侧线蒸馏流程,以减少返混。针对最高共沸物系,其特点是:1)低压塔底双挂再沸器,分别用高压塔顶气和压缩后的低压塔顶气做为热源;2)从低压塔中部抽出气相侧线,压缩后向高压塔底供热,对应取消其再沸;3)高压塔底物流送至低压塔中部,形成侧线蒸馏流程,以减少返混。苯-乙醇、甲醇-丙酮、乙酸乙酯-甲醇、乙酸乙酯-乙醇四个最低共沸物物系与乙二胺-水一个最高共沸物系的PRO/II全流程计算表明,较完全热集成变压精馏工艺,新工艺年度总费用平均降低31.26%,热力学效率平均提高17.50%。接下来,研究了模拟数据驱动优化（SDDO）中工艺单元内层数学模型的鲁棒性问题,提出了在SDDO模型中鲁棒优化的方法,某常压原油蒸馏塔应用表明,收敛情景增加15.03%,极大地降低可调操作变量选取及取值、系统产品质量约束等外部摄动对流程模拟的影响,为后续操作优化研究奠定了基础;进而提出了新约束处理方法即死罚函数法加可行性法则的混合法;并根据遗传算法（GA）全局搜索能力强、模式搜索（PS）局部寻优精度高、粒子群算法（PSO）收敛快的特点,提出了PS-PSO-GA改进算法;在上述基础上提出了一种新的基于PRO/Ⅱ、Excel软件集成的SDDO问题系统方法。将其应用于本文开发的变压精馏新工艺,以最高共沸物乙二胺-水物系为例,相较设计工况,总操作费用降低30.41%,27代时已降低至28.69%,远高于GA单独优化时在44代时收敛的11.79%。表明本文提出的SDDO系统方法适用于一切可模拟的化工单元的多变量、强约束操作优化研究。
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