改进等能等容闪蒸算法及其在精馏塔动态模拟中的应用

房子超; 陈玉石; 孙晓岩; 陶少辉; 项曙光

doi:10.13543/j.bhxbzr.2025.04.003

北京化工大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (04) : 20 -30. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2025.04.003

改进等能等容闪蒸算法及其在精馏塔动态模拟中的应用

房子超, 陈玉石, 孙晓岩, 陶少辉, 项曙光

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摘要

等能等容闪蒸（UV闪蒸）是动态模拟领域最严谨的闪蒸算法，但该算法存在稳定性差、求解误差大等问题。鉴于此，充分考虑分离过程中组成变化对各因素的影响，通过简化迭代方程组和优化计算顺序对传统UV闪蒸算法进行改进，并将其应用于精馏塔动态模拟，提出一种基于改进UV闪蒸算法的精馏塔动态模拟计算模型。通过不同操作条件下的4个闪蒸案例以及1个实际工业的精馏塔案例对提出的改进UV闪蒸算法进行了验证，结果显示：改进的UV闪蒸算法在计算效率、准确性、鲁棒性方面均优于传统UV闪蒸算法；与传统UV闪蒸算法相比，基于改进UV闪蒸算法的精馏塔模型的计算结果更接近HYSYS精馏塔动态模型的模拟结果，计算耗时由1.331 s（传统UV闪蒸模型）减少到0.310 s，强度变量和最终产品组成的模拟结果的相对误差分别小于1%和1.5%，表明改进的UV闪蒸算法更适合于精馏塔动态模拟的计算，可为精馏塔动态过程的数字孪生模型建立提供一种可靠的算法。