分隔壁塔雙效精餾系統(tǒng)大幅度變負(fù)荷控制策略研究.pdf

1、過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)與傳統(tǒng)工藝相比較，可以有效降低原材料成本和建設(shè)投資、節(jié)約能耗，并能夠增強(qiáng)安全性，是當(dāng)代化工創(chuàng)新的推動(dòng)力。
　　 本文的研究對(duì)象為一種涉及分隔壁塔、雙效精餾、循環(huán)回收廢熱的復(fù)雜熱集成精餾工藝(DDE)，用于分離某合成工藝中間產(chǎn)品（四元混合物）。工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)表明本工藝可以大幅降低能耗，但是流程的高耦合度增加了控制難度，現(xiàn)有的控制方案能夠克服進(jìn)料流量和濃度±10％的擾動(dòng)，但對(duì)于大幅改變處理量以及開(kāi)停車(chē)過(guò)程仍然需要手動(dòng)操作，

2、因此本文主要研究大幅度增加或減少負(fù)荷的控制策略以及開(kāi)停車(chē)過(guò)程的方案，為工藝的工業(yè)應(yīng)用提供指導(dǎo)，具體的內(nèi)容包括:
　　 (1)采用Aspen Plus Dynamics對(duì)工藝進(jìn)行了動(dòng)態(tài)建模，建立了熱集成網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行修正，考慮了跨壁傳熱和汽相分配比等關(guān)鍵部分的設(shè)置。
　　 (2)基于對(duì)過(guò)程的理解以及奇異值分解和穩(wěn)定性分析，選擇了6種具有代表性的反饋控制方案，將其應(yīng)用于大幅度降負(fù)荷過(guò)程，進(jìn)行動(dòng)態(tài)行為分析，

3、并對(duì)比了各方案的蒸汽消耗量，達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間以及不合格產(chǎn)品量。溫度控制響應(yīng)和濃度控制響應(yīng)表明:回流量控制溫度剖型方案造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，蒸汽量和側(cè)線(xiàn)出料量參與溫度控制不能使系統(tǒng)回到設(shè)計(jì)值。所有方案均產(chǎn)生較多不合格產(chǎn)品，控制效果較差。
　　 (3)詳細(xì)分析了傳統(tǒng)反饋控制方案產(chǎn)生問(wèn)題的原因，為了克服其缺陷，提出了一種結(jié)合溫差控制、前饋控制、模型預(yù)測(cè)控制以及反饋控制的高級(jí)方案。結(jié)果表明溫差控制方案優(yōu)于單點(diǎn)溫度控制方案，為了進(jìn)一步減少不合格產(chǎn)

4、品量，提出分段關(guān)聯(lián)進(jìn)料量與控制目標(biāo)，最優(yōu)的高級(jí)控制方案與傳統(tǒng)反饋方案相比，蒸汽耗量節(jié)省77％，達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間縮短79％，且不產(chǎn)生不合格產(chǎn)品。將最優(yōu)控制方案應(yīng)用于停車(chē)過(guò)程，比傳統(tǒng)方案產(chǎn)生的不合格甲縮醛減少54％，不合格甲醇減少73％，但是停車(chē)時(shí)間長(zhǎng)35％，故新方案不適用于緊急停車(chē)過(guò)程控制。
　　 (4)詳細(xì)分析了開(kāi)車(chē)過(guò)程，并將其分為三階段，分別討論了每一階段的控制策略，并對(duì)比了不同開(kāi)車(chē)形式的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于第一階段和第二階段，采用水開(kāi)