外部熱耦合復(fù)合精餾塔的簡化設(shè)計對系統(tǒng)控制的影響.pdf

1、隨著能源危機的加劇和生態(tài)環(huán)境的惡化，節(jié)能減排已成為全世界各國的廣泛共識。精餾過程是石油化工工業(yè)過程主要的耗能單元，因此在節(jié)能研究方面有很大的潛力很大?；跓狁詈霞夹g(shù)開發(fā)的外部熱耦合復(fù)合精餾塔(Extemally Heat-Integrated Double Distillation Columns：EHIDDiC)的研究是這些研究中一個嶄新的探索。
　　 外部熱耦合復(fù)合精餾塔即通過兩個精餾塔的精餾段和提餾段之間的熱交換實現(xiàn)節(jié)能，

2、兩塔的壓差提供了熱交換的傳質(zhì)推動力；同時，高壓精餾塔精餾段向低壓精餾塔提餾段傳遞的熱量為高壓精餾塔提供了向下的回流同時為低壓精餾塔提供了向上的氣流，從而節(jié)省了高壓精餾塔的冷凝器和低壓精餾塔的再沸器。
　　 根據(jù)耦合的精餾段和提餾段相對位置的不同，外部熱耦合復(fù)合精餾塔可分為對稱型和非對稱型兩種。進(jìn)一步的，為便利外部熱耦合復(fù)合精餾塔的設(shè)計和實現(xiàn)，可通過多個外部換熱器近似精餾段和提餾段之間的外部熱耦合得到簡化型。高能效和穩(wěn)定的可操作性

3、時常難于同時具備，需要精心設(shè)計其穩(wěn)態(tài)操作條件和控制系統(tǒng)。從對稱型到非對稱型的過渡，以及為便利設(shè)計和實現(xiàn)以外部換熱器取代外部熱耦合的簡化型，是否能在穩(wěn)態(tài)經(jīng)濟(jì)性和動態(tài)可控性兩方面實現(xiàn)雙贏是值得探討的。
　　 為此，本文以乙烯乙烷二元物系分離為對象，對三種構(gòu)型的外部熱耦合復(fù)合精餾塔建立了穩(wěn)態(tài)模型，通過穩(wěn)態(tài)仿真進(jìn)行穩(wěn)態(tài)特性的比較和開環(huán)可控性分析。對三種構(gòu)型的外部熱耦合復(fù)合精餾塔建立了動態(tài)模型，設(shè)計了一種四點濃度控制系統(tǒng)，通過對三種構(gòu)型的

4、閉環(huán)動態(tài)仿真對外部熱耦合復(fù)合精餾塔的動態(tài)特性做了比較。三種構(gòu)型中，非對稱型和簡化型外部熱耦合復(fù)合精餾塔不僅在熱效率方面，而且在過程動態(tài)性和可控性方面均優(yōu)于對稱型。對比非對稱型和簡化型，兩者在過程設(shè)計和可控性分析方面顯示了類似的特性。
　　 研究結(jié)果說明，在外部熱耦合復(fù)合精餾塔的開發(fā)設(shè)計中，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和可控性，非對稱結(jié)構(gòu)優(yōu)于對稱結(jié)構(gòu)。并且，為便利精餾塔的設(shè)計和實際實現(xiàn)，以多個外部換熱器近似外部熱耦合結(jié)構(gòu)的想法是可行的。文中通過