反應(yīng)精餾法生產(chǎn)碳酸甲乙酯工藝的設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了反應(yīng)精餾生產(chǎn)碳酸甲乙酯工藝的設(shè)計(jì)與控制。選用合適的催化劑乙醇鈉，完善了工藝流程，采用無(wú)限稀釋相對(duì)揮發(fā)度法篩選萃取劑，對(duì)共沸物中的碳酸二甲酯與萃取劑的循環(huán)利用。選取合適的熱力學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)方程，運(yùn)用Aspen plus化工模擬軟件對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬。探討了反應(yīng)精餾塔進(jìn)料配比、萃取劑循環(huán)量與循環(huán)溫度以及各塔進(jìn)料位置的影響。然后通過(guò)嚴(yán)格計(jì)算法，以年總費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)工藝流程進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)優(yōu)化，最終工藝條件下，全年總費(fèi)用138萬(wàn)

2、美元，并實(shí)現(xiàn)了主產(chǎn)品碳酸甲乙酯與副產(chǎn)品碳酸二乙酯的聯(lián)合生產(chǎn)，碳酸甲乙酯2.01萬(wàn)噸/年，碳酸二乙酯0.75萬(wàn)噸/年，兩種產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)都達(dá)到99.8％。
　　通過(guò)塔板溫度與操作變量的穩(wěn)態(tài)增益矩陣分析與奇異值分解判據(jù)，得到精餾塔的控溫板，然后利用Aspen Dynamics對(duì)碳酸甲乙酯工藝進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。對(duì)工藝建立四種不同的控制結(jié)構(gòu)，引入進(jìn)料流量和進(jìn)料組成波動(dòng)，檢驗(yàn)控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)抗干擾能力，考察了幾種溫度控制結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。首先建立了獨(dú)立

3、控制結(jié)構(gòu)CS1，發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)發(fā)生后控溫板溫度波動(dòng)范圍較大，恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，控制效果不理想。建立前饋控制結(jié)構(gòu)CS2，采用溫度控制器和塔釜再沸器熱負(fù)荷與進(jìn)料流量比例（QR/F）串級(jí)控制，回流量引入進(jìn)料或上一進(jìn)料比例前饋控制，有效減弱了精餾塔內(nèi)水力學(xué)滯后性，進(jìn)料流量擾動(dòng)時(shí)，控溫板波動(dòng)幅度明顯減小。綜合控制結(jié)構(gòu)CS1與CS2提出關(guān)聯(lián)控制結(jié)構(gòu)CS3，控溫板溫度波動(dòng)更小，控制響應(yīng)及時(shí)，恢復(fù)時(shí)間更快，但產(chǎn)品純度不能恢復(fù)設(shè)定值。建立溫差控制結(jié)構(gòu)CS4，補(bǔ)償精