【正文】 ；在采出甲苯產品及回收溶劑階段可適當降低回流比以減少操作時間。本文從物系相溶性的角度出發(fā)，以混合溶劑的互溶參數(shù)作為副溶劑性能的判定準則，之后根據(jù)基團貢獻法計算了所需 UNIFAC 預選基團的內聚能值并采用基于內聚能的溶解度參數(shù)理論實現(xiàn)了副溶劑的分子設計。 在目前各種溶劑分子的設計方法中，遺傳算法因其強大的全局優(yōu)化能力而具有獨特的優(yōu)勢，但其自身較差的局部優(yōu)化能力仍會造成進化代數(shù)大、計算時間長等問題。通過對比后發(fā)現(xiàn)：在本文研究條件下，模擬軟件中提供的積分算法僅適用于全回流階段及加溶劑全回流階段，與 SIMULINK 組件中的 ODE15s 及 ODE23s 解法相比，產品采出階段的計算結果偏差較大。 間歇萃取精餾屬于非理想性極強的非穩(wěn)態(tài)過程，很難找到一種快捷有效且易于執(zhí)行的求解方法。 對乙醇、乙酸乙酯和乙腈、甲苯兩組物系進行了混合溶劑的分子設計，結果表明：混合遺 傳算法在不到 100代時即可收斂到最優(yōu)解，優(yōu)于傳統(tǒng)遺傳算法。本文根據(jù)遺傳算法的特點從編碼表示、種群創(chuàng)建、適應度函數(shù)確定、遺傳算子設計及參數(shù)值選取等幾個方面對其進行了定義及改進，之后基于 Lamarckian理論將所得遺傳算法與局部搜索能力較強的 SQP算法結合以增強其局部尋優(yōu)能力，建立了間歇萃取精餾溶劑分子設計的混合遺傳算法。 間歇萃取精餾是一個新興的研究課題，它不僅具有間歇精餾的優(yōu)點，如設備通用性強、操作靈活、單塔可分離多個產品等，還具有萃取精餾可分離近沸或共沸物系的優(yōu)點，是近年來非常活躍的研究和開發(fā)領域。針對這個問題，本文分別建立了全回流開工、加溶劑全回流及產品采出三個階段的平衡級動態(tài)模型，編寫 S 函數(shù)將該模型求解過程嵌套于 SIMULINK 模塊中并在此基礎上開發(fā)了混合溶劑間歇萃取精餾的動態(tài)模擬平臺。對乙醇、乙酸乙酯物系，采用體積比 1： 2 的二甲基亞砜（ DMSO）和 N， N二甲基甲酰胺（ DMF）組成的混合溶劑效果較好；對乙腈、甲苯物系，采用體積比 1： 1的異丙苯和 N甲基吡咯烷酮（ NMP）組成的混合溶劑效果較好。通過對典型優(yōu)化函數(shù)進行測試后發(fā)現(xiàn)，混合遺傳算法的優(yōu)化結果優(yōu)于傳統(tǒng)遺傳算法。以往萃取精餾采用的溶劑都是單一溶劑，隨著分離的純度及經濟要求日益嚴格，混合溶劑間歇萃取精餾過程正逐漸成為相關工藝的研究重心。通過將不同解法與實驗值進行對比，確定了本文動態(tài)模型的求解策略： ODE45 解法適于求解全回流開工和加溶劑全回流動態(tài)模型； ODE15s 解法和 ODE23s 解法適于求解產品采出動態(tài)模型，其 中 ODE23s 的計算過程相對更快捷。針對兩組物系的分子設計結果進行了汽液平衡實驗，結果表明：實驗結果與分子設計結果基本一致，設計過程有效。 對于混合溶劑的選擇方法 .相關的報道及研究目前仍然很少，且大都屬于經驗半經驗篩選。 溶劑的選擇及過程的模擬是萃取精餾的關鍵，本文通過理論分析與實驗相結合的方法，針對間歇萃取精餾溶劑分子的設計方法，混合溶劑的選擇及混合溶劑間歇萃取精餾的動態(tài)模擬三個方面進行了研究。分別采用 ASPEN PLUS 和 PROⅡ兩種商用模擬軟件對本文中的混合溶劑間歇萃取精餾過程進行了模擬計算。 分別采用純異丙苯及異丙苯 NMP 混合溶劑進行了乙腈 甲苯物系的間歇萃取精餾實驗并對回流比和溶劑比對過程的影響進行了分析，結果表明：在相同實驗條件下，混合溶劑的分離效果明顯好于單一溶劑，塔頂乙腈純度可達 ；溶劑比及回流比對乙腈收率的影響不 大；在乙腈產品采出階段，可取較大回流比以利于乙腈和異丙苯的分離，如 2～ 3，同時混合溶劑的溶劑比不宜過大，可取 1～ ；在采出甲苯產品及回收溶劑階段可適當降低回流比以減少操作時間。本文從物系相溶性的角度出發(fā)，以混合溶劑的互溶參數(shù)作為副溶劑性能的判定準則，之后根據(jù)基團貢獻法計算了所需 UNIFAC 預選基團的內聚能值并采用基于內聚能的溶解度參數(shù)理論實現(xiàn)了副溶劑的分子設計。 在目前各種溶劑分子的設計方法中，遺傳算法因其強大的全局優(yōu)化能力而具有獨特的優(yōu)勢，但其自身較差的局部優(yōu)化能力仍會造成進化代數(shù)大、計算時間長等問題。通過對比后發(fā)現(xiàn)：在本文研究條件下，模擬軟件中提供的積分算法僅適用于全回流階段及加溶劑全回流階段，與 SIMULINK 組件中的 ODE15s 及 ODE23s 解法相比，產品采出階段的計算結果偏差較大。 間歇萃取精餾屬于非理想性極強的非穩(wěn)態(tài)過程，很難找到一種快捷有效且易于執(zhí)行的求解方法。 對乙醇、乙酸乙酯和乙腈、甲苯兩組物系進行了混合溶劑的分子設計，結果表明：混合遺 傳算法在不到 100 代時即可收斂到最優(yōu)解，優(yōu)于傳統(tǒng)遺傳算法。本文根據(jù)遺傳算法的特點從編碼表示、種群創(chuàng)建、適應度函數(shù)確定、遺傳算子設計及參數(shù)值選取等幾個方面對其進行了定義及改進，之后基于Lamarckian 理論將所得遺傳算法與局部搜索能力較強的 SQP 算法結合以增強其局部尋優(yōu)能力，建立了間歇萃取精餾溶劑分子設計的混合遺傳算法?；瘜W工程專業(yè)畢業(yè)論文 [精品論文 ] 間歇萃取精餾混合溶劑的分子設計及過程的動態(tài)模擬 關鍵詞：間歇萃取精餾 混合溶劑 分子設計 遺傳算法 動態(tài)模擬 摘要：間歇萃取精餾是一個新興的研究課題，它不僅具有間歇精餾的優(yōu)點，如設備通用性強、操作靈活、單塔可分離多個產品等，還具有萃取精餾可分離近沸或共沸物系的優(yōu)點，是近年來非常活躍的研究和開發(fā)領域。 在目前各種溶劑分子的設計方法中，遺傳算法因其強大的全局優(yōu)化能力而具有獨特的優(yōu)勢，但其自身較差的局部優(yōu)化能力仍會造成進化代數(shù)大、計算時間長等問題。本文從物系相溶性的角度出發(fā)，以混合溶劑的互溶參數(shù)作為副溶劑性能的判定準則，之后根據(jù)基團貢獻法計算了所需 UNIFAC 預選基團的內聚能值并采用基于內聚能的溶解度參數(shù)理論實現(xiàn)了副溶劑的分子設計。 分別采用純異丙苯及異丙苯 NMP 混合溶劑進行了乙腈 甲苯物系的間歇萃取精餾實驗并對回流比和溶劑比對過程的影響進行了分析，結果表明：在相 同實驗條件下，混合溶劑的分離效果明顯好于單一溶劑，塔頂乙腈純度可達 ；溶劑比及回流比對乙腈收率的影響不大；在乙腈產品采出階段，可取較大回流比以利于乙腈和異丙苯的分離，如 2～ 3，同時混合溶劑的溶劑比不宜過大，可取 1～ ；在采出甲苯產品及回收溶劑階段可適當降低回流比以減少操作時間。分別采用 ASPEN PLUS 和 PROⅡ兩種商用模擬軟件對本文中的混合溶劑間歇萃取精餾過程進行了模擬計算。 溶劑的選擇及過程的模擬是萃取精餾的關鍵，本文通過理論分析與實驗相結合的方法，針對間歇萃取精餾溶劑分子的設計方法 ，混合溶劑的選擇及混合溶劑間歇萃取精餾的動態(tài)模擬三個方面進行了研究。 對于混合溶劑的選擇方法 .相關的報道及研究目前仍然很少，且大都屬于經驗半經驗篩選。針對兩組物系的分子設計結果進行了汽液平衡實驗，結果表明：實驗結果與分子設計結果基本一致，設計過程有效。通過將不同解法與實驗值進行對比，確定了本文動態(tài) 模型的求解策略： ODE45 解法適于求解全回流開工和加溶劑全回流動態(tài)模型； ODE15s 解法和 ODE23s 解法適于求解產品采出動態(tài)模型，其中 ODE23s 的計算過程相對更快捷。以往萃取精餾采用的溶劑都是單一溶劑，隨著分離的純度及經濟要求日益嚴格，混合溶劑間歇萃取精餾過程正逐漸成為相關工藝的研究重心。通過對典型優(yōu)化函數(shù)進行測試后發(fā)現(xiàn)，混合遺傳算法的優(yōu)化結果優(yōu)于傳統(tǒng)遺傳算法。對乙醇、乙酸乙酯物系，采用體積比 1： 2 的二甲基亞砜（ DMSO）和 N， N二甲基甲酰胺（ DMF）組成的混合溶劑效果較好；對乙腈、甲苯物系，采用體積比 1： 1的異丙苯和 N甲基吡咯烷酮（ NMP）組成的混合溶劑效果較好。針對這個問題，本文分別建立了全回流開工、加溶劑全回流及產品采出三個階段的平衡級動態(tài)模型，編寫 S 函數(shù)將該模型求解過程嵌套于 SIMULINK 模塊中并在此基礎上開發(fā)了混合溶劑間歇萃取精餾的動態(tài)模擬平臺。 間歇萃取精餾是一個新興的研究課題，它不僅具有間歇精餾的優(yōu)點，如設備通用性強、操作靈活、單塔可分離多個產品等，還具有萃取精餾可分離近沸或共沸物系的優(yōu)點，是近年來非?；钴S的研究和開發(fā)領 域。本文根據(jù)遺傳算法的特點從編碼表示、種群創(chuàng)建、適應度 函數(shù)確定、遺傳算子設計及參數(shù)值選取等幾個方面對其進行了定義及改進，之后基于 Lamarckian理論將所得遺傳算法與局部搜索能力較強的 SQP 算法結合以增強其局部尋優(yōu)能力，建立了間歇萃取精餾溶劑分子設計的混合遺傳算法。 對乙醇、乙酸乙酯和