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基于分馏塔总组合曲线进料位置与进料状态的同步优化
  • ISSN号:1000-0054
  • 期刊名称:《清华大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TE01[石油与天然气工程]
  • 作者机构:中山大学化学与化学工程学院,广东省石化过程节能工程技术研究中心,广州510275
  • 相关基金:国家自然科学基金石油化工联合基金资助项目(U1462113)
中文摘要:

为降低精馏塔冷热公用工程总费用,该文采用分馏塔的总组合曲线(column grand composite curve,CGCC)对精馏塔进料位置与进料状态进行同步优化。基于实际接近最小热力学状态(practical near-minimum thermodynamic condition, PNMTC)的CGcc可由2条理论曲线即全塔精馏线与全塔提馏线构成,2条曲线的交点O既为精馏塔的理论最优进料点,又为进料预热的分割点。以精馏塔冷热公用工程费用节省量为目标可先确定交点O的位置,再结合焓差值△Hn,def,可定量确定精馏塔的最优进料位置,最终达到同步优化进料位置与进料状态的目的。该文以苯一甲苯塔为例,其冷热公用工程费用最大节省量为1.24RMB/h,对应的最优预热量为1.98MW,焓差值△Hn,def为0.038MW,对应的最优进料位置为第21块塔板。基于CGCC方法计算的最优进料位置和进料状态与AspenPlus模拟软件结果相同,误差仅为1%~3%,表明此方法准确可行。

英文摘要:

The study used the column grand composite curve (CGCC) method to simultaneously optimize the feed location and feed conditions for a distillation column to reduce the total utility costs. The CGCC method based on the near-minimum thermodynamic condition (PNMTC) can be decomposed into two theoretical curves for the overall rectifying and overall stripping curves. The intersection point O of the two theoretical curves is not only the ideal feed point, but also the partitioning point for the amount of feed preheating. The total cost of the cold and hot utilities is used as the objective function to optimize the feed preheating and to identify the intersection point location O. The optimal feed location in the distillation column is then found using the enthalpy difference, △Hn,def, between the intersection point and the actual feed point. The feed location and the feed conditions are then optimized using the CGCC curves. A benzene and toluene column was used to evaluate the accuracy of this graphic method. The maximum savings for the cold and hot utilities is about 1.24 RMB/h. The feed preheating is 1.98 MW and the enthalpy difference, △Hn,def, is 0. 038 MW. The optimal feed location is the 21th stage. The CGCC results compare well with Aspen Plus results with differences only 1%~3%.

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期刊信息
  • 《清华大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:清华大学
  • 主编:梁恩忠
  • 地址:北京市海淀区清华大学学研大厦B座908
  • 邮编:100084
  • 邮箱:xuebaost@tsinghua.edn.cn
  • 电话:010-62788108 62792976
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0054
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2223/N
  • 邮发代号:2-90
  • 获奖情况:
  • 国家期刊奖,国家“双高”期刊,1992年以来,历次国家级和省部级一等奖,第一、二届全国优秀科技期刊一等奖,教育部优秀期...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:43470