基于严格机理的脱丙烷塔建模、模拟与优化

摘要

脱丙烷塔是乙烯生产过程中的重要装置之一。为了更深入分析整个精馏过程并对其实现最优操作，本文建立了脱丙烷塔的数学模型，并在此基础对其进行了模拟与优化研究。本文首先根据精馏过程的机理建立起严格的精馏塔模型方程。考虑到精馏塔模拟与优化计算的灵活和快速性，模型各模块采用开放式方程形式描述。在此基础上，在Matlab平台下对含有2500多个变量和等式约束的精馏塔模型进行了模拟，得到了塔板温度、组分等沿塔板分布情况。最后，以液相产品产量最大为最优目标，对脱丙烷塔进行了优化计算。通过优化计算，不仅得到了优化后的最优产品产量，还得到了最优操作条件，为实现精馏过程的最优操作和最优控制提供了指导。