精餾—蒸汽滲透分離乙烯-乙烷的動態(tài)模擬與控制.pdf

1、乙烯/乙烷相對揮發(fā)度小，常規(guī)精餾分離時需要在低溫（-25℃）、高壓(2.3MPa)、大回流比的條件下進行，所需塔板數(shù)往往超過200、塔高超過100m，因此設(shè)備投資和操作費用很高。氣體膜分離技術(shù)作為一種新型的分離技術(shù)，具有效率高、能耗低、適應性強、易于操作等一系列優(yōu)點，近年來得到迅猛發(fā)展。精餾塔分離乙烯/乙烷體系，在進料塔板附近存在潛在的組分夾點，臨近幾塊塔板產(chǎn)品組成變化很小，精餾分離效率低，將精餾與膜組件耦合使用，在夾點處側(cè)線引出流股進

2、膜組件，經(jīng)膜組件分離滲透氣和滲余氣分別進精餾塔精餾段和提餾段進一步分離，膜組件承擔部分分離工作，可以有效的降低理論塔板數(shù)，對于已經(jīng)投入使用的精餾塔可以降低回流比。此外，在工廠實際生產(chǎn)中，系統(tǒng)各種擾動對產(chǎn)品純度、回收率產(chǎn)生不同的影響，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量合格、系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需要深入分析工藝特性，結(jié)合實際情況，制定合適的控制方案。因此，本論文針對精餾-蒸汽滲透耦合分離乙烯/乙烷系統(tǒng)制定了三種控制方案，建立相應的動態(tài)模型，并對不同模型中的參數(shù)進行

3、比較，從而確定最優(yōu)方案。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)提出了精餾-蒸汽滲透耦合分離乙烯/乙烷系統(tǒng)的三種控制方案。分析精餾塔控制要求和主要擾動因素，針對精餾-蒸汽滲透耦合分離系統(tǒng)，依據(jù)精餾塔精餾段溫度控制理論提出了塔頂溫度控制方案，該方案有效地控制塔頂產(chǎn)品質(zhì)量;依據(jù)精餾塔壓力控制理論和提餾段溫度控制理論提出了塔頂壓力-塔底溫度控制方案，該方案可以有效克服進入提餾段的擾動，保證塔底產(chǎn)品質(zhì)量;依據(jù)比值控制理論提出了回流比-再沸比控制方案

4、，并分別給出了完整的控制方案圖。
　　(2)建立了精餾-蒸汽滲透耦合分離乙烯/乙烷系統(tǒng)的動態(tài)模型。在UniSim Design軟件中建立精餾-蒸汽滲透耦合分離系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型，并將UniSim Design模擬結(jié)果與文獻數(shù)據(jù)進行對比、誤差分析，最終確定所建精餾-蒸汽滲透耦合系統(tǒng)模型可用于進一步研究。根據(jù)提出的三種控制方案建立相應的動態(tài)模型，并給出各個模型的PID參數(shù)。
　　(3)精餾-蒸汽滲透耦合分離乙烯/乙烷系統(tǒng)動態(tài)模型的比較