苑杨
- 作品数：17 被引量：16H指数：2
- 供职机构：北京化工大学信息科学与技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：化学工程自动化与计算机技术更多>>
- 双隔壁反应精馏塔的设计与控制被引量：2
- 2022年
- 以1个反应精馏塔串接2个常规精馏塔的多塔流程为基础,通过过程强化设计了一种双隔壁反应精馏塔(R-DDWDC),左隔壁集成反应操作和分离操作,右隔壁集成2个常规分离操作,二者的有效协作能够显著降低过程的设备投资成本和操作能耗。在稳态设计的基础上,提出了一种R-DDWDC的5点温度控制策略。该温度控制策略能够抑制较大的进料流量和浓度干扰,且具有很小的稳态误差。研究结果验证了采用R-DDWDC可分离具有最不利热力学特性和不利动力学特性的四元反应物系。
- 张铁权臧立静黄克谨陈海胜苑杨钱行
- 关键词：过程控制
- Kaibel隔壁塔的温度温差控制
- 2021年
- 以分离甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇四元混合物的KDWC为研究对象,系统地探讨对其实施温度控制的可行性与有效性。基于灵敏度与稳态偏差最小方法给出了一种5×5温度控制系统。虽然它能有效克服进料浓度扰动的影响,但对进料流量扰动却存在较大的稳态偏差。鉴于系统内部耦合以及塔内压力变化是导致这一问题的根本原因,基于奇异值分解原理又给出了一种5×5温差控制系统。仿真结果显示,它能够有效克服来自进料流量与浓度扰动的影响,保持产品质量的严格控制。结果表明,KDWC虽具有复杂的动态特性和低可控性,但基于塔板温度的推断控制策略仍是可行与有效的。
- 刘蕊钱行张亮陈海胜苑杨王韶锋黄克谨
- 关键词：温度控制温差控制
- 一种二元蒸馏塔稳态设计与动态控制的折衷方法
- 2018年
- 基于平均绝对变化幅度这一指标,提出了一种二元蒸馏塔稳态设计与动态控制的折衷方法。系统地研究了所提出的稳态设计与动态控制折衷方法的可行性与有效性。所得结果表明,这种方法不但能够实现二元蒸馏塔稳态设计与动态控制的有效平衡,而且还可以显著降低优化搜索的复杂性与计算强度。
- 刘东航苑杨陈海胜钱行张亮黄克谨
- 关键词：精馏塔进料位置动态控制
- 基于动态模式分解的精馏吸收状态变量非设计条件下的重构与预测
- 2023年
- 精馏和吸收作为典型的非线性过程,其操作过程中存在大量描述系统特征的状态变量。为了对这些状态变量进行重构和预测,实现精馏吸收过程的实时数字孪生,通过动态模式分解算法(DMD)获取非线性系统的近似线性化模型,用于快速获取精馏吸收过程中各级浓度、流量、温度和持料量等状态变量。在此基础上,应用Kalman滤波器对DMD生成的线性模型进行实时校正,使得在非设计和有限测量条件下,也可以有效地预测吸收或精馏的状态变量,而无须重新训练模型。
- 党青梅李强丁晖殿贾胜坤钱行苑杨黄克谨陈海胜
- 关键词：非线性系统精馏近似线性化
- 汽液双进料填补隔离壁精馏塔的黑洞问题
- 由于隔离壁精馏塔内部存在复杂的物质和能量耦合,当需要同时控制其四个质量指标(塔顶、中间、塔底产品纯度以及中间产品中不纯物的比例)时可能会出现不可操作的问题,也就是所谓的黑洞问题。黑洞问题的解决依赖于合理地改善隔离壁精馏塔...
- 苑杨张亮陈海胜黄克谨
- 文献传递
- 一种新型双隔壁反应精馏塔及其性能被引量：1
- 2019年
- 采用常规反应精馏塔系分离具有最不利相对挥发度排序的四元可逆反应物系会要求反应精馏塔侧线出料具有过低的反应物浓度,这既不利于反应物的转化又增加了系统的能耗。为解决这一问题,可对常规反应精馏塔系做如下改进:从常规精馏塔引出一条气相物流加热反应精馏塔;在两塔连接物流中引入物质传递操作;将两塔集成于一个塔壳中,由此给出了一种新型的双隔壁反应精馏塔。该双隔壁反应精馏塔能够容忍左隔离壁顶端处轻反应物浓度较高。以四元理想反应物系的分离为例,对常规反应精馏塔系与该双隔壁结构进行比较与分析。结果表明,后者明显优于前者,具有较低的设备投资与操作能耗。基于化学平衡常数和产物摩尔分数进行摄动分析,所得结果也表明该双隔壁反应精馏塔的稳态性能具有较强的鲁棒性。
- 顾克陈海胜苑杨钱行黄克谨
- 关键词：稳态性能
- 基于粒子群算法的隔离壁精馏塔的综合与设计被引量：5
- 2021年
- 隔离壁精馏塔(dividing-wall distillationcolumn,DWDC)是提高两个或者多个传统精馏塔热力学效率的有效手段。由于隔离壁精馏塔内部结构复杂、相互作用强,传统的序贯优化方法计算时间长,很难达到全局最优解。标准粒子群算法应用广泛、易于实现,但易于早熟、易于陷入局部极值点。因此,本工作采用改进的元胞粒子群算法对Kaibel隔离壁精馏塔进行综合与设计研究。元胞粒子群算法通过改进粒子的学习策略,采用元胞邻域的方法可有效地将粒子分散在多个子空间。对比标准粒子群优化和元胞粒子群优化两种方法的50次优化效果,结果表明,两种粒子群算法能够对内部结构复杂、相互作用强的四组分Kaibel隔离壁精馏塔这一复杂分离系统进行优化,优化效果显著。
- 钱行黄克谨陈海胜苑杨张亮
- 关键词：蒸馏塔器粒子群优化
- 双反应段蒸馏塔的动态特性与控制被引量：1
- 2019年
- 针对理想两步连续可逆反应,通过开环和闭环仿真研究了双反应段蒸馏塔(RDC-DRS)的动态特性和可控性。开环仿真结果显示:对于调节通道,尽管双反应段的安排使得塔顶产品浓度和回流流量之间的过程增益有所降低,但也减弱了塔顶产品浓度和再沸器之间的相互耦合。相比于单反应段蒸馏塔(RDC-SRS),RDC-DRS的可控性仍有所提高。对于扰动通道,双反应段的安排并没有改变系统对进料流量扰动的灵敏度。闭环仿真结果显示:在进料流量扰动和组分扰动的情况下,相比于RDC-SRS,RDC-DRS表现出更好的抗干扰性能。综合上述结果可知,针对理想两步连续可逆反应的分离操作,RDC-DRS比RDC-SRS具有更优越的动态特性和可控性。
- 苏睿之苑杨张亮
- 外部环流反应精馏塔的分散控制方案设计被引量：1
- 2019年
- 对于具有最不利相对挥发度排序(即反应物为最轻和最重组分,生成物为中间组分)的四元反应分离物系而言,在反应精馏塔的顶部和底部之间引入外部环流能够提高系统的反应分离效率,从而大幅度地降低系统的能量消耗和固定投资成本。以理想四元可逆放热反应的分离为例,研究了外部环流反应精馏塔的分散控制方案的设计问题。结果表明外部环流的引入提高了系统的反应速率,使得外部环流反应精馏塔的闭环控制效果更好(与传统反应精馏塔相比),对干扰的处理能力更强。另外,由于外部环流反应精馏塔比常规反应精馏塔有更多的操作变量(即外部环流流量),利用该变量对出料浓度进行控制,可以进一步提高系统的闭环控制效果。
- 陈海胜王腾飞黄克谨苑杨钱行张亮
- 关键词：反应精馏过程控制动态仿真
- 轻组分绝对占优的蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔的最优拓扑结构被引量：2
- 2020年
- 隔离壁蒸馏塔(DWC)的双塔多段拓扑结构导致蒸汽再压缩热泵(VRHP)的应用具有多种可能性,包括单VRHP、多VRHP、多级VRHP以及它们的相互组合等复杂结构,这显著加剧了蒸汽再压缩隔离壁蒸馏塔(DWC-VRHP)综合与设计的复杂性与烦琐性。为解决这一问题,针对轻组分绝对占优的三元宽沸点物系的分离问题推演了DWC-VRHP的最优拓扑结构,由此能够有效回避系统综合与设计过程中的结构搜索问题并显著降低模型化与搜索计算的工作强度。轻组分绝对占优与宽沸点物性导致了塔顶冷凝器与预分离蒸馏塔的提馏段是主要的热源与热阱,也决定了DWC-VRHP的最优拓扑结构,即一个二级VRHP与DWC的耦合系统。第一级VRHP用于进料预热,既充分利用温度提升跨度小的特点,又可以通过进料分流强化气液相间的物质传递。第二级VRHP用于加热预分离蒸馏塔的提馏段(或公共提馏段),能够最大限度地降低分离操作的非可逆性。采用苯/甲苯/邻二甲苯和正戊烷/正己烷/正庚烷两个物系的分离问题对所提出的DWC-VRHP的最优拓扑结构进行了分析与验证。通过与DWC以及DWC-VRHP其他潜在结构的系统性比较,显示了所提出系统结构在稳态性能方面的优越性。
- 臧立静黄克谨苑杨钱行张亮王韶峰陈海胜
