摘要：提出一个用于多组分热集成精馏系统综合问题的改进模拟退火算法 将优化问题表示为混合整数非线性规划 (MINLP) 问题, 将算法设计同研究问题的特征相结合, 运用本文方法可在同一退火策略下实现流程结构和操作参数的同步优化, 并能达到计算精度和计算速度的更好均衡 通过对大规模算例 (产品数≥10) 的计算表明, 该方法对求解此类问题非常有效.

摘要：针对传统变压精馏工艺分离碳酸二甲酯(DMC)/甲醇(MeOH)共沸物存在的高能耗问题,提出了基于热泵辅助的改进变压精馏工艺,并探索了不同热泵方案的可行性和经济性。该研究在ASPEN PLUS模拟平台上进行。首先,设计出传统的热集成变压精馏工艺(H-PSD),并通过塔总组合曲线分析了传统工艺用能瓶颈和工艺改进方向;然后,提出了4种不同型式的热泵辅助的改进工艺,并通过模拟技术取得不同方案的设计参数;最后,采用组合曲线和经济性分析相结合的方法,比较了不同热泵方案的节能效果和经济性。研究表明,各种热泵方案中,基于中间再沸器的蒸汽再压缩式热泵的节能效果及经济性最好。与传统热集成变压精馏比较,过程能耗降低了24.31%,年均操作费用降低了29.43%,年度总成本可降低12.58%,体现了热泵辅助工艺的良好节能效果和经济性。

摘要：基于G ibbs自由能最小原理达到反应和相平衡的假设,提出了一种适用于初步设计的新的设计方法。以甲基叔丁基醚和碳酸二乙酯的反应精馏过程为例,应用Aspen软件模拟,经分析发现,通过改变理论级数和回流比,可得到合理的塔内温度分布,从而使塔底产品组成得到最大程度的提高,为此提出基于优化的设计法:以产品组成最大为目标函数,以回流比、精馏段和提馏段理论板数为决策变量,采用遗传算法进行优化计算。结果表明,2个设计实例均能在保证低能耗的同时得到较高的产品纯度,说明该设计方法可以设计出较好的反应精馏塔。

摘要：提出了分离过程的分段设计法:将一个任务分解为多个子任务,根据各个子任务的不同特点进行设计.对干燥过程进行优化设计,以年费用最小为目标,将干燥过程表示为最多3段的超结构,每段有2个干燥设备可以选择,给出了单元和过程系统的模型和经济模型.实例研究结果表明,当物料含水量大于物料在该条件下的临界含水量时,宜采用两段干燥的方法,将回转圆筒干燥器和流化床干燥器组合进行干燥;当物料含水量低于临界含水量时,宜采用一段干燥,将物料直接放入流化床干燥器进行干燥.

摘要：This article presents a simulated annealing-based approach to the optimal synthesis of distillation column considering intermediate heat exchangers arrangements. T-he number of intermediate condensers and/or intermediate reboilers, the placement locations, *** pressure of column, and the heat duties of intermediate heat exchangers are treated as optimization variables. A novel coding procedure making use of an integer number series is proposed to represent and manipulate the structure of system and a stage-to-stage method is used for column design and cost calculation. With the representation procedure, the synthesis problem is formulated as a mixed integer nonlinear programming （MINLP） problem, which can then be solved with an improved simulated annealing algorithm. Two examples are illustrated to show the effectiveness of the suggested approach.

摘要：针对以选择性为主要目标的反应精馏塔设计中反应段塔板上反应体积或催化剂的分配问题,提出一种基于热力学损失分析和流程模拟计算相结合的优化设计策略。为了深层次分析反应精馏塔板上损失的原因并为制定调优方向提供理论依据,将塔板上的总损失区分为物理损失和化学损失两部分并分别进行计算。在此基础上,将建立的损失计算方法和流程模拟技术相结合,将反应段塔板上的反应体积的分配和对应的损失分布相关联,以再沸器热负荷最小为目标,通过建立的方法对反应体积的分配逐步调优,可实现反应精馏塔的优化设计。方法的有效性通过环氧乙烷水合制乙二醇反应精馏体系进行了验证。结果表明,与普遍采用的塔板上等反应体积分配的设计方法相比,通过本文建立的优化分配方法,可使系统的能耗降低18%以上,同时结果优于文献值。

摘要：以乙二醇为萃取剂从乙醇-水体系制取无水乙醇产品。基于流程模拟软件,对常规萃取精馏过程以及双效萃取精馏、分割式热泵萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和内部热集成萃取精馏等4种节能工艺进行模拟及优化。设计规定如下:无水乙醇中乙醇质量分数不低于99.5%,回收的萃取剂中乙二醇质量分数不低于99.9%,废水中的质量分数为99.5%以上。在相同的设计基础和设计要求下,获得各流程最优的操作参数,并从节能效果及经济性分析对比4种节能工艺。结果显示:相比于常规萃取精馏过程,虽然内部热集成萃取精馏工艺可将能耗降低14.1%,节能效果最佳,但双效萃取精馏过程总成本最低,年均总成本可降低7.2%,是最具经济性的工艺过程。本研究为乙醇-水体系萃取精馏分离工艺的工业化提供了设计基础和理论依据。

摘要：研究了包含甲醇、水、丙二醇和二丙二醇四组分混合物的分离问题,针对混合物的特征和分离要求,提出四产品Kaibel隔壁精馏塔的分离工艺,并利用Aspen Plus软件对Kaibel塔进行设计与节能分析。首先,设计了分离四组分混合物的三塔精馏流程(TCD)和热集成三塔精馏流程(HTCD);其次,开展了四产品Kaibel塔分离四组分混合物的模拟研究,取得了满足分离要求的塔设计参数;最后,采用能量衡算和?损失分析相结合的方法,对Kaibel塔的用能特征进行了分析和比较。研究表明,与热集成三塔精馏流程相比,四产品Kaibel塔在操作费用方面不占优势,但在设备投资方面具有明显优势,可以实现在一个塔内四组分的分离,总?损失可降低9.41%。

摘要：针对反应精馏生产碳酸甲乙酯工艺中,存在共沸物分离困难和副产物(碳酸二乙酯)过多的问题,提出了反应萃取精馏合成碳酸甲乙酯的新工艺。利用Aspen Plus软件,首先考察了萃取剂(碳酸二乙酯)对体系中共沸物汽液相平衡的影响;然后对反应萃取精馏塔进行模拟,研究了反应段理论板数、萃取段理论板数、进料位置、溶剂比和回流比对反应萃取精馏过程的影响。上述工艺参数优化后,反应萃取精馏塔塔顶碳酸二甲酯物质的量分数降至0.49%,碳酸二甲酯单程转化率、碳酸甲乙酯选择性和碳酸甲乙酯收率分别达到83.5%、99.9%和83.4%。最后设计了反应萃取精馏工艺过程,以年度总费用为目标函数,计算取得了满足生产要求的工艺参数。对比发现,当1 t碳酸甲乙酯附加值比碳酸二乙酯多145.50 CNY时,反应萃取精馏工艺具有比常规反应精馏工艺更好的经济性。

摘要：以正丁醇和环氧乙烷为原料合成乙二醇正丁醚(EGMBE)为例,利用数学模型和模拟分析方法,研究了包含大量反应热效应的乙氧基化反应精馏(ERD)塔中反应热的利用及系统能量优化问题。研究表明,当采用常规的、将反应段直接叠加于提馏段之上的塔设计时,反应热并没有贡献于分离操作或减小再沸器的热负荷,而只是被冷凝器中的冷却介质移走。分析了反应热的可利用途径,提出一种将反应段和提馏段分割、从反应段移出反应热供提馏段加热的内部热集成乙氧基化反应精馏结构——IHIERD。模拟结果表明,IHIERD将使再沸器的温度从462.5K降低到420.0K,冷凝器负荷降低11%,外部能量输入降低14%,节能效果显著。