特殊精餾分離乙腈-正丙醇共沸物系的工藝設(shè)計(jì)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(dá)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(jì)總費(fèi)用（TAC）最低為目標(biāo)函數(shù)，設(shè)計(jì)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(shè)備參數(shù)。對(duì)最優(yōu)工藝流程進(jìn)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(shè)備參

2、數(shù)。根據(jù)基礎(chǔ)控制方案表現(xiàn)出的產(chǎn)品純度和溫度恢復(fù)周期長，偏差大，靈敏性低等問題提出再沸器負(fù)荷與進(jìn)料量（QR/F）和回流量與進(jìn)料量（R/F）的比例控制，實(shí)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(dòng)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(bǔ)償溫度控制萃取精餾塔靈敏板溫度的方案，實(shí)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(chǔ)上，提出了雙循環(huán)迭代優(yōu)化搜索法。針對(duì)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(cè)線采出量與再沸器負(fù)荷比值的（VR/QR）前饋方案，以側(cè)線輕組分純度調(diào)節(jié)VR/QR比值，對(duì)側(cè)線采出的雜質(zhì)和塔頂產(chǎn)品純度實(shí)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(jí)控制方案，實(shí)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(jí)遞進(jìn)”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(chǔ)控制的缺陷提出了輔助再沸器與負(fù)荷比值的（Qx/F）的前饋控制，實(shí)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(dòng)及正丙醇產(chǎn)品純度偏差，提出了壓力補(bǔ)償及溫度組成串級(jí)控制方案，實(shí)現(xiàn)了溫度的平穩(wěn)恢復(fù)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(chǔ)，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(duì)比控制方案，變壓精餾塔出現(xiàn)了壓力浮動(dòng)，恢復(fù)周期長等特點(diǎn)；萃取精餾隔壁塔的組成控制表