考慮冷凝器泄漏的精餾過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬與分析.pdf

1、化工過(guò)程大量使用易燃易爆或有毒性的化學(xué)品，且往往采用高溫高壓或低溫真空的操作方式，所以裝置必然存在著潛在的火災(zāi)、爆炸和中毒的危險(xiǎn)。而精餾操作是化工生產(chǎn)中最重要的單元之一，因此，開(kāi)展精餾過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬對(duì)于實(shí)現(xiàn)精餾塔的安全控制及生產(chǎn)的穩(wěn)定性等具有重要意義。本文針對(duì)精餾塔冷凝器泄漏動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行模擬，以期為故障的及早發(fā)現(xiàn)和排除提供了依據(jù)，同時(shí)為精餾塔優(yōu)化控制提供參考。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、通過(guò)多塔板聯(lián)立的MESH方程，用換熱器準(zhǔn)確表

2、達(dá)塔頂冷凝器和再沸器，建立了嚴(yán)格的精餾塔動(dòng)態(tài)模型。實(shí)例研究表明:與文獻(xiàn)中基本精餾塔模型相比，由于考慮了冷凝器和再沸器的動(dòng)態(tài)性，本文所建立的嚴(yán)格模型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征更加合理。
　　2、開(kāi)展了精餾塔冷凝器泄漏的動(dòng)態(tài)模擬。以甲醇-水體系為例，進(jìn)行冷凝器泄漏過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬，采用常規(guī)的精餾塔控制方案，考察冷凝器泄漏時(shí)精餾塔內(nèi)各個(gè)參數(shù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)行為。結(jié)果表明:(1)當(dāng)冷凝器發(fā)生內(nèi)泄時(shí)，泄漏的冷卻介質(zhì)大部分從塔釜采出，部分從塔頂采出，導(dǎo)致塔頂甲醇質(zhì)量

3、分?jǐn)?shù)下降，回流罐液位升高，回流量增加，再沸器負(fù)荷增加，塔內(nèi)氣相流量增大。(2)當(dāng)冷凝器發(fā)生外泄時(shí):塔釜組分被帶到塔頂采出，塔釜流量減少，塔頂流量增大，塔頂采出難揮發(fā)組分比例增大造成塔頂甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降?；亓髁繙p少，再沸器負(fù)荷下降，塔內(nèi)氣相流量減少，冷凝器負(fù)荷下降。
　　3、開(kāi)展了反應(yīng)精餾塔冷凝器泄漏的動(dòng)態(tài)模擬。以乙酸、乙醇合成乙酸乙酯為例，應(yīng)用建立的嚴(yán)格精餾塔模型對(duì)反應(yīng)精餾塔冷凝器泄漏進(jìn)行模擬，結(jié)果表明:
　　(1)反應(yīng)精餾

4、塔冷凝器發(fā)生內(nèi)泄時(shí):泄漏的冷卻介質(zhì)水引起塔頂采出、回流量、塔釜采出增大。分層器中難揮發(fā)組分增多，引起分層器液位升高，溫度升高，分層器有機(jī)相中水的摩爾分?jǐn)?shù)增大，乙酸乙酯的摩爾分?jǐn)?shù)減小。分層器液位升高引起回流量增大，塔內(nèi)液相流量增大，繼而再沸器負(fù)荷增大，塔內(nèi)氣相流量增大，塔板壓力升高。分層器有機(jī)相由塔頂采出，所以塔頂各組分變化趨勢(shì)和分層器中各組分一致。泄漏引起反應(yīng)段組分的轉(zhuǎn)化率發(fā)生變化，乙酸、水的摩爾分?jǐn)?shù)在下降，乙酸乙酯、乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)在升