高校化学工程学报

2026, v.40(05) 920-929

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基于多模型协同的MTBE合成工艺优化
Research on optimization of MTBE synthesis process based on multi-model collaboration

高明杰,李开宇,崔哲,田文德

摘要(Abstract):

针对甲基叔丁基醚(MTBE)合成工艺中流程复杂、优化难度大等问题,文中提出了一种基于机器学习代理模型与多目标进化算法的工艺设计与优化方法。研究选取了3种典型工艺结构,即传统反应-精馏串联系统(TR-TCD)、反应精馏塔(RD)和隔壁反应精馏塔(RDWC),建立代理模型,并结合非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现多目标优化。优化目标包括年化总成本(TAC)、二氧化碳(CO_2)排放量和烟效率(EE)。结果表明,RDWC工艺在3种工艺中综合性能最佳,其TAC为4783.83×10~3 USD·a~(-1),CO_2排放量为38 370.65 kg·a~(-1),EE达到12.44%。相比之下,TR-TCD和RD工艺在经济性或能效方面均存在一定劣势。本研究提出的设计与优化方法不仅提高了工艺的经济性和环境友好性,也为复杂反应-分离耦合过程的能效优化与低碳化设计提供了新的研究思路。

关键词(KeyWords): 甲基叔丁基醚;反应精馏;隔壁塔;代理模型;XGBoost;NSGA-Ⅱ;多目标优化

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(22578239);; 山东省自然科学基金(ZR2022QB020,ZR2021MB113)

作者(Author): 高明杰,李开宇,崔哲,田文德

参考文献(References):

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