[發明專利]一種工業裝置粗對苯二甲酸加氫精制過程節能優化運行方法

有效

• 申請號: 201010165032.9
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101825868A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 錢鋒;鐘偉民;祁榮賓;杜文莉
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02;C07C63/26;C07C51/487
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

1.一種工業裝置粗對苯二甲酸加氫精制過程節能優化運行方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

①采集工業運行數據；

②建立漿料預熱系統與結晶器系統機理模型，該系統為5級連續結晶器和5級漿料預熱器結構；

③確定工業裝置粗對苯二甲酸加氫精制過程多目標優化的目標函數和優化變量；

④設定基于精英選擇和個體遷移的多目標進化算法的參數；

⑤基于漿料預熱系統與結晶器系統機理模型，利用基于精英選擇和個體遷移的多目標進化算法，對操作條件參數進行優化，直至達到優化目標，包括以下步驟：

a)針對每個優化目標，隨機生成相應單目標子種群；

b)計算每個單目標子種群所有個體的多目標優化的目標函數值，基于Pareto最優解定義，比較所有單目標子種群中的所有個體，獲得初始最優解，并保存到Pareto最優精英種群中；

c)對于多目標優化問題中的第一個目標，從相應的單目標子種群和Pareto最優精英種群的并集中，選出該目標最好的個體作為該子種群的父個體；重復前述選擇過程直至所有單目標子種群的父個體都選擇完畢；

d)分別在每個單目標子種群的父個體上，應用交叉和變異算子，獲得本次循環的單目標子種群；

e)在Pareto最優精英種群中應用交叉和變異，產生子種群數量個新的個體；

f)基于Pareto最優的概念，將所有本次循環的單目標子種群中的個體及Pareto最優精英種群進化得到的子種群數量個新個體分別和前次循環的Pareto最優精英種群中的個體進行比較，得到本次循環的Pareto最優精英種群；

g)重復步驟c)-f)直至進化達到優化目標；?

h)所得Parento最優精英種群即為優化解；

所述步驟①中的數據為TA漿料中TA和水的質量流量，漿料初始溫度，各級漿料預熱器的出口溫度，各級結晶器的操作溫度；

所述步驟②中的機理模型為物料平衡模型和能量平衡模型，模型如下：

換熱器熱量守恒方程：

(4)

其中?和?分別為冷流液相和固相TA以及水的平均熱容，kJ/kg.K，即單位1kg質量物質每升溫1開氏溫度吸收的熱量，?為熱流凝液的平均熱容，kJ/kg.K，D^T′為TA的平均溶解焓，ΔT為冷流的溫度差，ΔT′為熱流的溫度差，W′_H2O為熱流凝液流量，kg/hr，W″_H2O為熱流蒸汽流量，kg/hr，R^T″為熱流蒸汽焓，kJ/kg，即單位1kg飽和蒸汽冷凝為同溫度的飽和凝液釋放的熱量，w_TAl_in為換熱器冷物流入口處液相TA質量流量，單位為kg/hr，w_TAl_out為換熱器冷物流出口處液相TA質量流量，單位為kg/hr，w_TAs_in為換熱器冷物流入口處固相TA質量流量，單位為kg/hr，w_H2Oin為換熱器冷物流入口處水的質量流量，單位為kg/hr

結晶器熱量守恒方程：

其中r^T為水在溫度T時的蒸汽焓，kJ/kg，R^T為TA在溫度T時的結晶焓，kJ/kg，?為進料中水在結晶器進出口平均溫度和壓力下的熱容，kJ/kg.K，即單位1kg質量物質每升溫1開氏溫度吸收的熱量，?和?分別為進料中液相和固相TA在結晶器進出口平均溫度和壓力下的熱容，單位為kJ/kg.K，?為補充噴射水的熱容，單位為kJ/kg.K；?為結晶器的閃蒸汽流量，單位為kg/hr，?為進入結晶器的水流量，單位為kg/hr，?為進入結晶器的液相TA流量，單位為kg/hr，?為進入結晶器的固相TA流量，單位為kg/hr，ΔT¹為結晶器的進料溫度與結晶器溫度差的絕對值，單位為K，?為結晶器出口固相TA流量，單位為kg/hr，?為進入結晶器的補充噴射水，單位為kg/hr，ΔT²為補充噴射水與結晶器溫度差的絕對值，單位為K，

所述多目標優化的目標函數是指在一定的漿料濃度下，基于漿料預熱系統與結晶器系統?機理模型，最大化第五級漿料預熱器的出口溫度、最大化第一級結晶器頂部氣相出口流量和最大化第二級結晶器頂部氣相出口流量；

所述步驟③中的優化變量是5級結晶器的操作溫度；

所述步驟④中的參數為子種群數量，最大迭代次數，交叉概率，變異概率，目標精度以及優化循環次數；

所述步驟⑤中的優化目標，是優化循環次數或優化閾值。