發(fā)布時間：2020-05-16 18:29

【摘要】：本文以間歇型乙酸乙酯生產(chǎn)線為研究對象,基于粒子群算法對該過程的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、能量消耗等指標(biāo)的優(yōu)化問題進(jìn)行了深入的研究。在對國內(nèi)外間歇生產(chǎn)過程和粒子群算法研究進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上,從間歇生產(chǎn)過程的離散問題和針對能量指標(biāo)的優(yōu)化方法兩個方面出發(fā),分別利用粒子群算法對生產(chǎn)線的生產(chǎn)單元進(jìn)行了批內(nèi)和批間優(yōu)化,從而在提高生產(chǎn)效率的同時降低了能量消耗,使生產(chǎn)過程更加符合工業(yè)生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展的要求。首先,針對生產(chǎn)線的間歇型反應(yīng)釜生產(chǎn)過程進(jìn)行了批內(nèi)綜合優(yōu)化。將粒子群算法應(yīng)用于離散的優(yōu)化問題中,對時間參數(shù)進(jìn)行了離散化處理;以能量消耗以及時間參數(shù)的加權(quán)和為目標(biāo)函數(shù),以產(chǎn)品質(zhì)量作為約束條件,建立了間歇式反應(yīng)釜溫度優(yōu)化模型,提出了基于時間離散化的粒子群優(yōu)化算法。仿真結(jié)果表明,基于該方法得到的溫度設(shè)定曲線,不僅使反應(yīng)釜得到了符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品,而且也節(jié)約了能量消耗,縮短了生產(chǎn)時間。其次,針對間歇型乙酸乙酯生產(chǎn)線的雙級精餾塔單元進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)優(yōu)化。針對雙級精餾過程產(chǎn)品質(zhì)量和能量消耗問題,基于化工模擬軟件Aspen plus建立了雙級精餾塔模型;利用粒子群優(yōu)化算法,對萃取精餾塔的回流比和進(jìn)料流量進(jìn)行了優(yōu)化,并將優(yōu)化的參數(shù)應(yīng)用到該模型中,結(jié)果表明,優(yōu)化之后比優(yōu)化之前產(chǎn)品濃度得到了提高,達(dá)到了生產(chǎn)的質(zhì)量要求,生產(chǎn)的能量消耗也大大減小。最后,針對生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍失衡問題進(jìn)行了批間的綜合優(yōu)化。由于生產(chǎn)線反應(yīng)釜和中和釜生產(chǎn)時間較長,雙級精餾塔生產(chǎn)時間較短,因此在間歇生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)節(jié)拍失衡的現(xiàn)象。本文基于粒子群優(yōu)化算法對萃取精餾塔在批次生產(chǎn)等待期間的溫度設(shè)置問題進(jìn)行了優(yōu)化研究。首先建立雙級精餾塔的升溫和能量消耗模型,建立了優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),然后將時間參數(shù)離散化,同時考慮到實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備的操作條件設(shè)置區(qū)間約束,并基于時間離散的粒子群算法通過MATLAB進(jìn)行尋優(yōu)仿真計算。仿真結(jié)果表明,基于該方法得到的溫度設(shè)定曲線,不僅使得精餾塔以節(jié)能降耗的設(shè)定溫度進(jìn)行保溫,還能在來料時快速投入生產(chǎn),使得整個生產(chǎn)線的節(jié)能節(jié)時生產(chǎn)能力得到了提高。通過對生產(chǎn)線三個部分的綜合優(yōu)化,不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,而且大大提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)過程的能量消耗,為間歇型乙酸乙酯的節(jié)能生產(chǎn)提供了解決辦法。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ225.24;TP18

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本文編號：2667128