申请/专利权人：圣泰(北京)软件科技有限公司

申请日：2021-10-14

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN113887063B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/11;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2024.01.02#著录事项变更;2022.01.21#实质审查的生效;2022.01.04#公开

摘要：本发明的目的在于本发明提供了一种特殊相平衡多组分烃类的分离塔模拟计算方法，所述特殊相平衡多组分烃类包含氢气、氮气、氦气或甲烷，所述方法包括S1：通过简化模型计算确定出现特殊相平衡的塔板；S2：模拟矫正所述出现特殊相平衡的塔板的所述简化模型；S3：重复矫正所述简化模型，直到所述出现特殊相平衡的塔板的模拟计算结果收敛。本发明能实现随着温度的升高而降低的情况下，氢气、氮气、氦气或甲烷等气体的相平衡常数K值也能够用简化模型表达。本发明不用依赖较好的初值，可以直接用初始化的结果进行计算，计算速度快而且鲁棒。

主权项：1.一种特殊相平衡多组分烃类的分离塔模拟计算方法，其特征在于，所述特殊相平衡多组分烃类包含氢气、氮气、氦气或甲烷，所述方法包括：S1：通过简化模型计算确定出现特殊相平衡的塔板j；S2：模拟矫正所述出现特殊相平衡的所述塔板j的所述简化模型；S3：重复矫正所述简化模型，直到所述出现特殊相平衡的所述塔板j的模拟计算结果收敛，其中所述简化模型为切线方程lnKb,j＝A+B1Tj-1Tref，其中Kb,j是塔板j的加权平均相平衡常数，Tj是所述塔板j的给定初始温度，Tref是给定的参考温度，S1通过所述简化模型计算确定出现特殊相平衡的塔板j的步骤为：1Tj+0.1＝Tj1；ti,j＝yi,j×lnKi,j-lnKi,j1÷1Tj-1Tj1；wi,j＝ti,j÷∑ti,j；lnKb,j＝∑wi,j×lnKi,j；lnKb,j＝A+B1Tj-1Tref，其中，yi,j是塔板j的气相组成分数，是给定常数，ti,j、wi,j是中间变量，无实际意义，Ki,j是塔板j组分i在温度Tj的相平衡常数；Ki,j1是塔板j组分i在温度Tj1的相平衡常数；2Tj1+0.1＝Tj2；ti,j1＝yi,j×lnKi,j1-lnKi,j2÷1Tj1-1Tj2；wi,j1＝ti,j1÷∑ti,j1；lnKb,j1＝∑wi,j1×lnKi,j1；lnKb,j1＝A+B1Tj1-1Tref，其中Ki,j2是塔板j组分i在温度Tj2的相平衡常数，Kb,j1是塔板j在温度Tj1的加权平均相平衡常数；3由前两步得到的所述切线方程算出初始设定温度Tj下的常数A、B；4如果B为正值，则判定塔板j出现特殊相平衡，S2模拟矫正所述出现特殊相平衡的塔板的所述简化模型的步骤为：1将烃类的质量平衡方程代入三对角矩阵，通过托马斯算法求解求出塔板j流下的液相的总流量li,j，其中所述托马斯算法分为两个阶段：1.通过向前高斯消元得到一个上三角矩阵，2.从最后一个方程求解xn，然后方程组从下到上回代求解xn-1到x1；2将li,j求和得到Lj＝∑li,j，进而算出xi,j＝li,j÷Lj；根据泡点方程Kb,j×∑αi,j×xi,j＝1算出加权相平衡常数Kb,j，其中xi,j是板j组分i的液相摩尔组成、αi,j是塔板j组分i的相对挥发度；3将常数B矫正设定为Bn＝-B，得到矫正后的简化模型，为切线方程lnKb,j＇＝A+Bn1Tj＇-1Tref，n＝1,2,3,4,5……，其中Tj＇为内圈计算出塔板j的温度；4将Kb,j＇代入切线方程lnKb,j＇＝A+Bn1Tjn＇-1Tref，算出塔板的模拟温度Tjn＇，Kb,j’是塔板j在温度Tj’的加权平均相平衡常数，S3重复矫正所述简化模型，直到所述出现特殊相平衡的塔板的模拟计算结果收敛的步骤为：1将计算得到的所述模拟温度Tjn＇与外圈模拟计算的塔板温度对比，如果所述模拟温度Tjn＇与外圈模拟计算的塔板温度的误差小，则模拟矫正成功，视为收敛；如果所述模拟温度Tjn＇与外圈模拟计算的塔板温度的误差大，则模拟矫正失败；2将常数B矫正设定为Bn+1＝-Bn+0.1，得到矫正后的所述简化模型，为切线方程lnKb,j＇＝A+Bn+11Tjn+1＇-1Tref；3将Kb,j＇代入切线方程lnKb,j＇＝A+Bn+11Tjn+1＇-1Tref，算出塔板的模拟温度Tjn+1＇；4如果所述模拟温度Tjn+1＇与外圈模拟计算的塔板温度的误差大，则迭代计算第2和第3步，直到所述模拟温度Tjn+1＇与外圈模拟计算的塔板温度的误差小，则模拟矫正成功，视为收敛。

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