热(火用)价格模型的研究及在精馏过程综合中的应用.pdf

中国海洋大学

硕士学位论文

热（火用）价格模型的研究及在精馏过程综合中的应用

姓名：孔令伟

申请学位级别：硕士

专业：应用化学

指导教师：胡仰栋

20060601
热焖价格模型的研究及在精馏过程综合中的应用要摘焖价格模型的4个基本假设：①焖价值平衡：②炯损耗不计价；③一次能源和电的价格取为常数，作为计价的标准；④工艺物流的热媚不计价。然后进一步确定模型表明：热炯价格不是一个常数，其强烈依赖于相应的能量转换过程。热一致，即优质优价。但锅炉生产的蒸气或热水炯价随着温度的升高反而降低，这一点虽然与一般意义上优质优价的认识不一致，但它是合理的。合理性就表现在所得到的最优精馏流程也不同，可以从众多的分离方案中得到更为合理的精馏流分离过程开发和优化设计对过程工业具有重要意义。分离过程是以消耗能量为主要特征的过程，其优化设计本质上是能量和经济权衡的优化，而选择合适的目标函数是进行这种权衡优化的重要基础。目前的经济目标或炯经济目标，在确定原料、产品价格时通常是将单价作为常数留给用户来定，人为因素较大，因此建立一个合理的能量经济权衡的目标函数，对分离过程综合的研究具有重要意义。炯经济学是工程热物理学科的重要研究领域，它是建立在严格的热力学理论基础之上的，是解决能量和经济权衡优化的重要方法。本论文把媚经济学分析应用于多组分精馏系统综合这一传统的化工研究领域。论文的研究主要集中在以下几个方面：l，基于炯平衡及焖费用平衡方程，以燃料价格与电价作为基准，提出了热一般品级的蒸气、热水、热媒的价格，并据此提出了蒸气、热水、热媒和工艺物流的热炯价格模型方案。电联产系统生产的蒸气的炯价随着温度的升高而升高，这与我们一般的物价意识当有多种热炯可供选择时，应该选择品位合适且最便宜的焖流，从整体上取得节能的效果。2，本文基于以炯经济作为目标函数的研究方法，把分离过程综合问题表述为一个混合整数非线性规划问题，探索随机搜索策略下各种流程方案的更有效的结构。结果表明以炯经济为目标优化分离过程综合问题，若采用不同的公用工程，程结构方案。最优流程结构的分离序列和塔数据可为工厂的设计提供有意义的参摘要
成的)，结果表明有热集成的简单塔比没有热集成的简单塔平均节约约23％的费用，并且优化分离顺序(不考虑热集成)和优化热集成序列之间存在着耦合行为；系统。在所有方案中，同时考虑热偶合和热集成的结构的费用为最小(操作费用最少，设备费用稍高)，它比最优的简单塔序列节约费用约30％。最优公用工程的方法，运用此方法研究了采用三种公用工程组合的十组分简单精馏系统综合问题，结果表明相对于采用一种热公用工程的精馏系统，采用多公用工程的精馏序列虽然并不节能但是却节约了系统的总费用约4％，这说明节能并表明对于复杂精馏问题，采用多公用工程组合同样可以节约一定的费用。关键词：媚价；精馏过程综合；分离序列考。(1)，研究了采用一种公用工程的精馏系统综合问题。基于热焖价格模型，本文选取了六种公用工程分别研究了五组分的简单塔(包括没有热集成的和有热集另外还研究了以高压锅炉热电联产的蒸汽作为公用工程的五组分复杂精馏(2)，研究了采用多品种公用工程的精馏系统综合问题。作者提出了一种搜索不一定节约费用，因此作者认为本文以炯经济为目标优化分离过程综合问题得到的精馏流程结构方案更加合理；另外还研究了采用三种公用工程组合的五组分复杂精馏系统综合问题，结果中国海洋大学硕士学位论文
water,heat-mediumsteam，whichsteamthermalofthermaltheories．Furthermore，itprice：@exergybalance；②thezero：@theconstants；@theResearchandAppIicationModeIofThermaIExergyPriceiSynthesiDistiIIationProcessAbstractimportantbalanceanobjectivesubjectiveobjectconstantWhileconsumptionverythermodynamicswithbetweenengineering．Modeldestructionfourforwardsteam，role．the摘要Thedevelopmentdesignoptimizationseparationprocesssystemindustry．Energyisleadingcharacterseparatingwhoseofdesignoftheenergyeconomic．Selectingappropriatefoundationofthiskindofoptimization．Atpresent，itthatunitpricesrawmate