石油物系精馏塔的建模与仿真

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许

2、采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在』L年解密后适用本授权书。／阴E暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：扭宣坠日期：兰!丝!生：孳导师签名：学位论文数据集中图分类号TQ018学科分类号530．2720论文编号1001020140822密级公开学位授予单位代码1001O学位授予单位名称北京化工大学作者姓名杨雪飞学号2011200822获学位专业名称控制科学与工程获学位专业代码081100课题来源863项目研究方向过程建模及优化论文题目石油物系

3、精馏塔的建模与仿真关键词原油蒸馏塔，动态仿真，非平衡级塔板模型，参数优化论文答辩日期2014-5-25+论文类型应用研究学位论文评阕及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师楚纪正教授北京化工大学过程建模与仿真评阅人1黄克谨副教授北京化工大学复杂工业的建模评阅人2徐圆副教授北京化工大学系统工程、人工智能评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员纵王友清教授北京化工大学迭代学习答辩委员1黄克谨教授北京化工大学复杂工业的建模答辩委员2祝海江副教授北京化工大学控制科学与工程答辩委员3徐圆副教授北京化工大学系统工程、人工智能答辩委员4张金会副教授北京化工大学网络化控制答辩委员5江：一．四

4、．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745—9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要石油物系精馏塔的建模与仿真石油是当今世界能源结构中消耗量最大能源，同时也是不可再生能源。自20世纪初电气革命以来，随着内燃机的发明以及汽车工业的发展，使得汽油、柴油等燃料油的需求大大增加。石油作为一种重要的化工原料和燃料来源，消耗量正在与日俱增，但是探明储量却增加不大。随着原油深加工工艺的不断发展，其子产品包括燃料、润滑油、橡胶、化肥、塑料等，已经成

5、为涉及国民经济各个领域的重要化工产业。因此研究提高原油综合利用率的方法十分必要。而作为石油加工中产量最大、能耗最大的一环，原油常减压蒸馏的设计和优化就显得非常重要。一个精确、快速的常减压塔模型是准确实现石化设计、模型控制、流程仿真的基础。本文在Moms．Svrcek简单非平衡级塔板模型(MS模型)的基础上，在传热模型上进行扩展，推导出适用于MS模型的传热方程，方程形式由微分方程推导为代数方程，大大提高计算速度。通过调整传质系数和传热系数可以方便地模拟不同分离效率的塔板。结合简化石油物系窄馏分气液相平衡关系描述，以实现高速石油物系蒸馏塔动态仿真计算。以常压塔稳态操作优化作为算例

6、，使用局部扰动粒子群算法(partially-perturbedparticleswarmoptimization．PPSO)算法进行优化计算，探讨PPSO算法不同分组方式的影响，并与序贯二次规划(SequentialQuadraticProgramming，SQP)和传统PSO算法(CPSO)算法进行比较，说明算法有效性。然后再将PPSO算法应用至初馏塔动态模型参数调整中，优化结果表明，初馏塔模拟准确度大幅提升。北京化工大学硕士学位论文关键词：原油蒸馏塔，动态仿真，非平衡级塔板模型，参数优化ABSTRACTSIMULATIoNANDoPTIMIZATIoNOFPETRoLE

7、UMDISTILLATIoNCoLUMNPetroleumisthelargestshareintheenergyconsumptionstructureandalsoakindofnon-renewableenergyresource．Sincetheelectricalrevolutioninthebeginningof20century,inventionoftheinternalcombustionengineanddevelopmentofautomobileindustrymakethede