精馏系统的多目标优化设计及分析.pdfVIP

第52卷第11期化学工程Vol.52No.11

2024年11月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Nov.2024

精馏系统的多目标优化设计及分析

高伟12，景旭亮2，陈景12，李鸿雄2，杨东元2，孙育滨12

（1.陕西延长石油（集团）有限责任公司，陕西西安710000；2.陕西延长石油（集团）有限责任公司

大连化物所西安洁净能源（化工)研究院，陕西西安710000）

摘要：相比传统精馏过程多以单塔作为优化对象，将整个精馏系统作为研究对象更有实际意义。将精馏系统总投

资费用C和总热负荷Q作为优化目标，通过计算机COM接口连接Python和Aspen-Plus软件，调用NSGA-Ⅲ算法

对精馏系统进行多目标优化。以戊烷分离流程为例，对4塔的理论板数、进料板数8个变量进行优化和分析。优

化结果表明，相比较传统优化，多目标优化的表现更优，二者热负荷接近时总投资费用降低5.37%，总投资费用接

近时，热负荷降低8.17%。同时分析多目标优化时侧重总投资费用C的解和热负荷Q的解的不同优化过程。进

一步的单变量分析结果表明：由于精馏塔回流比参数的特性，目标函数中热负荷Q受到的影响更大，多目标优化的

最优解在热负荷变化平稳后得出。

关键词：精馏系统；多目标优化；NSGA-Ⅲ算法；单变量分析

中图分类号：TQ015.9文献标志码：A文章编号：1005-9954(2024)11-0071-06

D0I:10.3969/j.issn.1005-9954.2024.11.014

Multi-objectiveoptimizationdesignandanalysisofdistillationsystem

GAOWe2,JINGXuliang”,CHENJing”,LIHongxiong”,YANGDongyuan2,SUNYubin?

(1.ShaanxiYanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.,Xian710000,ShaanxiProvince,China;2.Shaanxi

YanchangPetroleum(Group)Co.,Ltd.,DalianInstituteofChemicalPhysicsXianCleanEnergy

(ChemicalIndustry)ResearchInstitute,Xian710000,ShaanxiProvince,China)

Abstract:Comparedwiththetraditionaldistillationprocesswhichtakessinglecolumnastheoptimizationobject,it

ismorepracticaltotakethewholedistillationsystemastheresearchobject.ThetotalinvestmentcostCrandthe

totalheatloadQofthedistillationsystemweretakenastheoptimizationobjectives,PythonandAspen-Plus

softwarewereconnectedthroughCOMinterfaceofthecomputer,andNSGA-IIalgorithmwasinvokedformulti-

objectiveoptimizationofthedistillationsystem.Takingpentaneseparationprocessasanexample,8variablesof

theoreticalplatenumberandfeed