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本文提出了基于可避免损和可避免设备投资的分馏系统节能潜力分析评价方法,并在此基础上采用过程系统三环节分解协调优化及全局经济调优策略对分馏系统三个用能环节进行协调优化。
本文首先简述了精馏系统用能分析及优化常用的方法。本文借鉴Tsatsaronis等提出的可避免和不可避免的损和设备投资的节能潜力分析方法,对实际操作的精馏过程用能从和经济的角度进行探讨。与所有的热力学系统一样,精馏系统的可避免损和投资的分析的关键是找到该系统热力学效率较佳点和较差点,进而分析它们所对应的合适的热力学参数。针对分馏塔单元,本文通过实例分析以及理论探讨验证了最小回流比和全回流作为不可避免损和投资所对应的热力学参数合理性。当然,由于受到当今技术和经济条件的制约这些参数的选择具有一定的主观性。在运用经济观点评价分离系统经济完善性时,必然涉及到损耗的计价问题。本文采用华贲等的三环节经济分析模型,通过正向序贯计价与反向当量计价方法的结合,对分离系统的三个环节进行合理损耗计价,以便有效进行系统的经济分析和优化。
在运用上述方法对精馏系统的节能潜力进行评价分析后,针对工艺用能三个环节的薄弱环节,在分离系统优化过程中,针对利用环节的诸多相互约束相互影响的优化措施,特别是与本文研究实例相关的分离顺序、进料预热、回流比—理论板数三项优化措施,阐述了它们之间的优化顺序关系,并通过C8+分离系统实例研究证明此研究的必要性。通过C8+分离系统研究全面地实现了以分馏为主体的化工过程系统从单元到局部到全局的三层次优化的能量综合改进。在考虑工程限制条件下,通过分解协调优化和全局经济调优,有效实现了分离系统的优化改进。