甲醇四塔精馏系统多目标优化.pdf

第 49卷 第 6期 石 油 化 工 自 动 化 Vo1．49。No．6 2013年 12月 AUTOMAT10N IN PETR()_CHEM ICAL INDUSlTRY December，2013 甲醇四塔精馏系统的多 目标优化 施辰斐，赵霞，邵惠鹤 (上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240) 摘要：粗甲醇的精馏是甲醇生产中的高耗能、低能效环节，而变负荷四塔精馏系统具有非线性、强耦合、强时延的特点，针对该 系统的能耗优化既是生产成本控制和节能减排的重点也是难点。研究当进料负荷、进料质量、出料要求等条件改变时，如何调 节系统的控制参数，以达到产品单位能耗和产量多 目标的协同优化。实验结果表明单 目标优化的单位能耗降低很多，但牺牲了 产量；多 目标优化的能耗优化效果略逊于单 目标，但稳定地提高了产量。 关键词 ：甲醇四塔精馏 遗传算法 多目标优化 节能 中图分类号：TP273．1 文献标志码 ：B 文章编号：1007—7324(2013)06—0040—03 Multi一0bjectiveOptimizationofFour-ColumnMethanolDistillationSystem ShiChenfei，ZhaoXia，ShaoHuihe (SchoolofElectronicInformationandElectricEngineering。 ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai，200240，China) Abstract：Distillationprocessistheunitwithhighenergyconsumptionand low efficiencyfor methanolproduction．Loadchangeablefourcolumndistillationsystem hasthecharacteristicsof non-linearity，strong couplingandtimedelay，andenergyconsumption optimizationon this system isthekey and difficultpointforproduction costcontrol，energy saving and waste reduction．How to adjust system controlparametertomeetmulti—objective synergetic optimizationforproductunitenergyconsumptionandproductivitywithchangeoffeedingload， feedingqualityanddischargerequirementisstudied．Experimentalresultsshow thatsingle- objectiveoptimizationoftheproposedalgorithm reducesunitenergyconsumptionsharplywith productivityloss．Multi—objectiveoptimization reduceslessunitenergyconsumptionwith productivitystablyincreasing． Keywords：four-columnmethanoldistillation；geneticalgorithm；multi-objectiveoptimization；energy saving 甲醇作为煤化工产业最主要的产品之一和重 产经验，存在两大缺点：无法保证能耗与产量的最 要的替代能源，在当今全球化工市场起着非常重要 优；由于系统的滞后性，通常在 1～2h后才能测得 的作用。精馏是甲醇生产的关键环节，由于精馏处