基于代码矩阵的精馏序列合成及其应用研究

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1、感典乂Ａ聲津ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第—所现代大旷．ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５．．．遭．ｎｎｎｎｉＵ■■＾ｍ＾ｐｉ全日制：Ｌ程硕±学位论文ｅｌｋｔｉ攜ＷＵ黑ｊｌｌｌｌ削化山！ｌｌ！｜ｊｊ；ｊ｜！ＭＩｔａｔ＾化学工程－：ＩＷＥ领域Ｉ－姓名：ｍｍＩ＾１作者＇徐艳副教授指导教师；曲ｈｉ＾ｆｅ山．．．．企业导师朱春雨教按级局王；天津大学研究生院，？ｋ？、ｆ２０巧年５月：，心Ｐ：ｊｐ基于代码矩阵的精馏序列合

2、成及其应用研究DistillationSequencesSynthesisBasedonaCodeMatrixMethodanditsApplication学科专业：化学工程研究生：张春霞指导教师：徐艳副教授企业导师：朱春雨教授级高工天津大学化工学院二零一五年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证一书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献

3、均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名；签字日期：日Ｉ長年女月。來急襄学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可切将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检、索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名；导师签名：豕着奮签字日期：＞口文年月日签字日期：月日｜ｙ。心巾年摘要多元体系的精馏分离序

4、列合成一直以来备受关注。构建完备的精馏序列搜索空间，是筛选出满足分离要求且具有能耗优势的精馏序列的重要前提。矩阵法是近年来发展起来的一种以0-1上三角矩阵表示精馏配置的合成方法，该方法具有提供完整的精馏配置搜索空间、便于算法实现的特点。在矩阵法的基础上，开展与其相关的应用研究具有重要的应用价值和一定的理论意义。本文在基于标号矩阵的减塔配置合成的研究基础上，提出了基于代码矩阵的精馏序列合成法。该方法由于提出了针对常规配置的初始代码生成方法和分别针对常规及减塔的不可行配置的剔除原则，适用于常规配置和减塔配置的合成。该方法对初始代码矩阵合并原则进行

5、了补充与完善，较为简洁、系统化的代码合并原则和不可行配置的剔除原则更便于算法实现。在方法应用方面，提出了多元体系组群的划分原则，将分离序列的分类方法及算法与针对具体分离要求的流股分割要求及产品采出位置要求相结合，使基于代码矩阵生成的精馏序列搜索范围进一步减小。将精馏序列合成方法和筛选方法用于煤制乙二醇精制过程，根据乙二醇分离体系特点，采取了两种组群划分方式，在设定精馏塔个数和侧采流股数、流股分割情况以及产品流股采出位置的条件下，进行了分离方案的筛选，共计获得了8个三塔流程及对应的16个备选方案。通过AspenPlus模拟软件，对备选方案进行灵

6、敏度分析模块，确定理论板数、进料位置、侧采速率和回流比等对再沸器热负荷以及产品纯度的影响。进而通过优化模块，对各方案优化，获得了总再沸器热负荷最小的分离方案。结果表明：将乙二醇单独作为一个组群时三塔分离能耗更低。关键词：精馏序列合成，分离配置，代码矩阵法，过程模拟，乙二醇精制ABSTRACTTheresearchonthesystematicsynthesisofdistillationconfigurationshasattractedgreatattentionsforalongtime.Acompletesearchspaceconsi

7、stingofdistillationconfigurationsisnecessaryforconfigurationsconstructingaccordingtoagivenseparationsubjectwithenergy-savingasthegoal.Thematrixmethod,asapromosingapproachformulticomponentdistillationsequencesdevelopedrecently,hasanobviousadvantageingeneratingacompletesearch

8、spaceofregular-columnandsubcolumnconfigurationswithalgrism.Inordertofacilitatethes