特殊精餾分離甲苯—乙醇共沸物系的優(yōu)化與控制.pdf

1、本文采用變壓精餾和萃取精餾兩種工藝分離甲苯-乙醇共沸物系。運用AspenPlus和AspenDynamics模擬軟件分別對上述分離工藝進行了穩(wěn)態(tài)經濟優(yōu)化與控制結構的研究。
　　針對變壓精餾工藝，使用AspenPlus模擬軟件，基于最小年度總費用TAC(totalannualcost)對甲苯-乙醇變壓精餾分離工藝進行優(yōu)化，通過迭代計算分別得出了高、低壓塔在不同操作壓力下的無熱集成、部分熱集成和完全熱集成變壓精餾之最優(yōu)經濟案例。對比三

2、種變壓精餾工藝的最優(yōu)經濟案例發(fā)現，無熱集成時設備費用最高，部分熱集成時操作費用最低，完全熱集成時年度總費用最小。運用AspenDynamics軟件逐步建立三種變壓精餾工藝的不同控制結構并進行動態(tài)性能測試與分析。研究結果表明無熱集成和部分熱集成時，通過分別添加組分與溫度串級的控制結構和壓力-補償溫度的控制結構可以處理好流量與組成的擾動;完全熱集成時，由于兩塔的高度耦合及可控自由度的減少，開發(fā)的控制結構只能處理較小的流量干擾。
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3、對萃取精餾工藝，采用Flash2模塊繪制等相對揮發(fā)度曲線以及研究不同進料比下兩關鍵組分的相對揮發(fā)度，篩選出正丁基苯(NBB)作為適宜的萃取劑。建立全局最優(yōu)迭代方法，通過迭代計算得出萃取精餾工藝的最佳設計參數與操作條件。動態(tài)模擬并分析多種控制結構，響應結果表明固定回流比的控制結構無法處理好進料組成的干擾;固定R/F和QR/F比值的控制結構不僅可以處理好進料組成干擾，而且對進料流量的擾動有著更快的響應速度，但無法使塔頂產品純度維持于期望值;