探究精馏分离序列综合优化

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1、天津大学硕士学位论文精馏分离序列综合优化姓名：张少珍申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：宋海华20090501中文摘要化工过程系统工程是将系统工程学的理论和方法应用于化工过程的一门交叉学科，主要内容包括：过程模拟、过程综合、过程参数的确定以及过程优化，其中，过程综合是过程系统工程的核心之一，也是本文所研究的主要内容。近年来，随机优化算法被广泛应用到过程综合中，其中模拟退火算法能在同一退火策略下实现两种不同类型变量的同步优化，可在问题建模时直接利用现有的精馏过程分析、设计和评价方法，从而可避免具体的MINLP模型建立及其

2、处理等复杂工作。同时，通过增加记忆功能和引进并行技术，改进了传统模拟退火算法的效率，更适宜于复杂过程系统综合问题的求解。本文提出一种新的分离序列数学表达方式，对两种不同物系分离序列的合成进行了详细的计算。首先以烷烃体系为例，探索了模拟退火算法在分离序列合成中的应用，提出了一种简单合理的数学方法，表达分离序列。在此基础上，对甲基氯硅烷和多元醇混合体系应用模拟退火算法，通过MATLAB编写应用程序，运行程序求出最优的分离序列，并对标准模拟退火算法进行了改进。结果证明，模拟退火算法在分离序列合成问题上具有良好的应用效果。关键词：过

3、程综合分离序列随机优化模拟退火ABSTRACTProcessSystemsEngineeringisacrosssubjectthatsolvestheproblemofchemicalprocessresortingtotheoryandmethodofSystemsEngineering，whosecontentsaremainlyasfollow：ProcessSimulation，ProcessSynthesis，SettingprocessparameterandProcessOptimization．Proces

4、sSynthesisisoneoftheCOresections，whichisalsomaincontentofthisthesis．Inresentyears，stochasticoptimalmethodsarewidelyappliedtoProcessSynthesis．Thesynchronousoptimizationoftwodifferenttypesofvariablescanbeachievedinthesameannealingstrategythroughsimulatedannealingalgo

5、rithm．Theexistingdistillationprocessanalysis，designandevaluationmethodsCanbedirectlyusedwhenmodelingtheissue．AsaresulLthecomplexitiesofformulationandhandlingofanexplicitMINLPmodelcanbeavoided．Atthesametime，byaddingthememoryfunctionandintroducingparalleltechniques，t

6、hetraditionalsimulatedannealingalgorithmisefficientlyimprovedandmoresuitableforsolvingtheissueofcomplexprocesssystemsintegration．Thispaperpresentsanewmathematicalexpressionoftheseparationsequence，theseparationsequenceoftwodifferentsystemsarecalculatedindetail．Alkan

7、essystemismadeaSanexampleinthispapertoexploreareasonablysimplemathematicalmethodtoexpresstheseparationsequeficeandtheuseofsimulatedannealingalgorithmintheseparationsequencesynthesis。Theapplicationofsimulatedannealingalgorithminmethylchlorosilanesystemandmuticompone

8、ntmixtureofalcoholtofindtheoptimalseparationsequenceiseffective．Thestandardsimulatedannealingalgorithmhasbeenimproved．Theresultsprovedthattheappl