【摘要】：本文以間歇型乙酸乙酯生產線為研究對象,基于粒子群算法對該過程的生產效率、產品質量、能量消耗等指標的優(yōu)化問題進行了深入的研究。在對國內外間歇生產過程和粒子群算法研究進行綜述的基礎上,從間歇生產過程的離散問題和針對能量指標的優(yōu)化方法兩個方面出發(fā),分別利用粒子群算法對生產線的生產單元進行了批內和批間優(yōu)化,從而在提高生產效率的同時降低了能量消耗,使生產過程更加符合工業(yè)生產及可持續(xù)發(fā)展的要求。首先,針對生產線的間歇型反應釜生產過程進行了批內綜合優(yōu)化。將粒子群算法應用于離散的優(yōu)化問題中,對時間參數(shù)進行了離散化處理;以能量消耗以及時間參數(shù)的加權和為目標函數(shù),以產品質量作為約束條件,建立了間歇式反應釜溫度優(yōu)化模型,提出了基于時間離散化的粒子群優(yōu)化算法。仿真結果表明,基于該方法得到的溫度設定曲線,不僅使反應釜得到了符合質量要求的產品,而且也節(jié)約了能量消耗,縮短了生產時間。其次,針對間歇型乙酸乙酯生產線的雙級精餾塔單元進行了穩(wěn)態(tài)優(yōu)化。針對雙級精餾過程產品質量和能量消耗問題,基于化工模擬軟件Aspen plus建立了雙級精餾塔模型;利用粒子群優(yōu)化算法,對萃取精餾塔的回流比和進料流量進行了優(yōu)化,并將優(yōu)化的參數(shù)應用到該模型中,結果表明,優(yōu)化之后比優(yōu)化之前產品濃度得到了提高,達到了生產的質量要求,生產的能量消耗也大大減小。最后,針對生產線的生產節(jié)拍失衡問題進行了批間的綜合優(yōu)化。由于生產線反應釜和中和釜生產時間較長,雙級精餾塔生產時間較短,因此在間歇生產過程中容易出現(xiàn)節(jié)拍失衡的現(xiàn)象。本文基于粒子群優(yōu)化算法對萃取精餾塔在批次生產等待期間的溫度設置問題進行了優(yōu)化研究。首先建立雙級精餾塔的升溫和能量消耗模型,建立了優(yōu)化目標函數(shù),然后將時間參數(shù)離散化,同時考慮到實際生產設備的操作條件設置區(qū)間約束,并基于時間離散的粒子群算法通過MATLAB進行尋優(yōu)仿真計算。仿真結果表明,基于該方法得到的溫度設定曲線,不僅使得精餾塔以節(jié)能降耗的設定溫度進行保溫,還能在來料時快速投入生產,使得整個生產線的節(jié)能節(jié)時生產能力得到了提高。通過對生產線三個部分的綜合優(yōu)化,不僅保證了產品的質量,而且大大提高了生產效率,降低了生產過程的能量消耗,為間歇型乙酸乙酯的節(jié)能生產提供了解決辦法。
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ225.24;TP18

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本文編號：2667128