二異丙醚-異丙醇分離之萃取精餾與變壓精餾的設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、異丙醇和二異丙醚是非常重要的溶劑及精細(xì)化工原料。二異丙醚和異丙醇在常壓下會(huì)形成最低共沸物，普通精餾不能有效的分離二者的混合物。本文采用以乙二醇單甲醚為萃取劑的萃取精餾（ED）以及變壓精餾（PSD）兩種方法分離二異丙醚-異丙醇共沸體系。借助化工流程模擬軟件Aspen Plus對(duì)兩種工藝流程進(jìn)行嚴(yán)格的穩(wěn)態(tài)模擬，提出了全局經(jīng)濟(jì)優(yōu)化和局部經(jīng)濟(jì)優(yōu)化二者相結(jié)合的優(yōu)化方案，并建立優(yōu)化迭代流程以獲得經(jīng)濟(jì)最佳的工藝參數(shù)。完全熱集成變壓精餾工藝比萃取精餾工

2、藝節(jié)約5.75％的費(fèi)用投入和7.97%的能量消耗。
　　針對(duì)兩種工藝的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)工藝流程，借助化工動(dòng)態(tài)模擬軟件Aspen Dynamics建立不同的控制結(jié)構(gòu)并且檢驗(yàn)各自的動(dòng)態(tài)控制性能。在完全熱集成變壓精餾最優(yōu)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，提出了兩種基于PI控制器的控制結(jié)構(gòu)CS1和CS2。動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)引入擾動(dòng)后，由于過程中高壓塔存在壓力效應(yīng)，而且控溫板溫度穩(wěn)定在設(shè)定值，導(dǎo)致二異丙醚產(chǎn)品純度存在比較大的穩(wěn)態(tài)余差。所以，在基本控制結(jié)構(gòu)CS

3、1的基礎(chǔ)上引入QR1/F控制策略和壓力補(bǔ)償溫度控制策略，設(shè)計(jì)出一種改進(jìn)的控制結(jié)構(gòu)CS2。從動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果可以得到，針對(duì)相同的進(jìn)料組成和進(jìn)料流量干擾，控制結(jié)構(gòu)CS2的動(dòng)態(tài)控制性能有很明顯的提高，二異丙醚產(chǎn)品純度的穩(wěn)態(tài)余差明顯降低。對(duì)于萃取精餾工藝，在最優(yōu)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，也提出了兩種控制結(jié)構(gòu)CS3和CS4，針對(duì)相同的進(jìn)料組成和進(jìn)料流量擾動(dòng)，R/F恒定的控制結(jié)構(gòu)和回流比恒定的控制結(jié)構(gòu)相比，有著更好的動(dòng)態(tài)控制能力，面對(duì)所設(shè)計(jì)的組成干擾和流量干擾