特殊精餾分離乙腈-正丙醇共沸物系的工藝設計與控制研究.pdf

1、乙腈-正丙醇常壓下形成共沸物系，普通精餾工藝難以達到分離要求分離。本文利用化工流程模擬軟件Aspen Plus和Aspen Dynamics，以全年經(jīng)濟總費用（TAC）最低為目標函數(shù)，設計并優(yōu)化了雙塔萃取精餾（EDC）、萃取精餾隔壁塔（EDWDC）和變壓精餾(PSD)的特殊精餾工藝分離流程并得到三種工藝下的最優(yōu)設備參數(shù)。對最優(yōu)工藝流程進行控制分析，得出最有效的控制方案。
　　雙塔萃取精餾采用序貫迭代優(yōu)化搜索法，得出最佳的工藝設備參

2、數(shù)。根據(jù)基礎控制方案表現(xiàn)出的產(chǎn)品純度和溫度恢復周期長，偏差大，靈敏性低等問題提出再沸器負荷與進料量（QR/F）和回流量與進料量（R/F）的比例控制，實現(xiàn)了塔頂乙腈和正丙醇產(chǎn)品純度的穩(wěn)定，但兩塔的溫度波動較大。之后提出了協(xié)同溫度控制萃取劑回收塔靈敏板溫度和壓力補償溫度控制萃取精餾塔靈敏板溫度的方案，實現(xiàn)了萃取精餾精餾塔溫度的穩(wěn)定控制。
　　萃取精餾隔壁塔（EDWC）在雙塔萃取精餾的基礎上，提出了雙循環(huán)迭代優(yōu)化搜索法。針對控制研究采用

3、組成控制方案，乙腈純度穩(wěn)定，正丙醇純度和主塔溫度偏差較大。據(jù)此提出了側線采出量與再沸器負荷比值的（VR/QR）前饋方案，以側線輕組分純度調(diào)節(jié)VR/QR比值，對側線采出的雜質(zhì)和塔頂產(chǎn)品純度實現(xiàn)了有效的控制。最后根據(jù)主塔溫度的偏差，提出溫度組成串級控制方案，實現(xiàn)了隔壁塔的溫度、純度穩(wěn)定的控制效果。
　　依據(jù)共沸物的壓力敏感性提出了變壓精餾工藝的可行性，采用“逐級遞進”的序貫搜索法，分析了部分熱集成的節(jié)能優(yōu)勢，相比無熱集成變壓精餾降低了

4、13.2％。根據(jù)基礎控制的缺陷提出了輔助再沸器與負荷比值的（Qx/F）的前饋控制，實現(xiàn)了塔底產(chǎn)品采出以及乙腈純度的有效控制。依據(jù)塔壓浮動及正丙醇產(chǎn)品純度偏差，提出了壓力補償及溫度組成串級控制方案，實現(xiàn)了溫度的平穩(wěn)恢復和正丙醇產(chǎn)品純度的穩(wěn)定控制。
　　以雙塔萃取精餾工藝為基礎，萃取精餾隔壁塔TAC降低了7.94%，部分熱集成變壓精餾降低了28.9%。對比控制方案，變壓精餾塔出現(xiàn)了壓力浮動，恢復周期長等特點；萃取精餾隔壁塔的組成控制表