能耗节约型萃取精馏过程的动态控制性能研究

发布时间：2021-06-15 22:00

　　精馏是化学工业中最重要的分离手段之一,其利用混合物中各组分相对挥发度的差异进行分离。精馏过程的稳态设计是化工设计中不可或缺的一环,但稳态设计无法分析生产过程中原料流量或组成波动对实际生产效果的影响,因此,对精馏工艺流程的动态控制性能进行研究是极其重要的。本文首先研究了萃取剂无逆转待分离组分的最低共沸体系的动态控制性能。以异丙醇与水的混合物为研究对象、二甲基亚砜为萃取剂,对该体系的节能型两塔萃取精馏流程和常规三塔萃取精馏流程的动态控制性能进行了对比研究。针对上述两个流程均提出了基础控制方案,其中采用奇异值分解法对精馏塔温度进行分析,从而选取合适的控温板。然后,通过添加萃取剂流量与原料流量的比例控制器确定了两塔流程的改进控制方案;通过添加塔釜热负荷与原料流量的比例控制器确定了三塔流程的改进控制方案。研究结果表明,节能型两塔流程与常规三塔流程的改进控制方案均可在原始进料流量或组成扰动时,将产品的纯度控制在合理的范围内。同时,对比了两流程的改进控制方案,表明两塔流程的控制方案能够更好地抵御扰动。上述研究结果为节能型两塔萃取精馏流程在化工生产中的应用提供了可行性参考。针对萃取剂逆转待分离组分之间... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 文献综述
    1.1 特殊精馏概述
        1.1.1 萃取精馏
        1.1.2 变压精馏
        1.1.3 共沸精馏
        1.1.4 反应精馏
    1.2 化工过程模拟
        1.2.1 过程稳态模拟
        1.2.2 过程动态模拟
    1.3 本文的研究内容
第2章 萃取精馏分离异丙醇/水体系的动态控制性能
    2.1 稳态方案设计
        2.1.1 常规三塔萃取精馏流程的介绍
        2.1.2 节能型两塔萃取精馏流程的介绍
        2.1.3 稳态流程的基本参数设定
    2.2 节能型两塔萃取精馏流程的动态控制性能研究
        2.2.1 动态模拟的建立
        2.2.2 节能型两塔萃取精馏流程的基本结构控制
        2.2.3 节能型两塔萃取精馏流程的改进结构控制
    2.3 常规三塔萃取精馏流程的动态控制性能研究
        2.3.1 常规三塔萃取精馏流程的基础结构控制
        2.3.2 常规三塔萃取精馏流程的改进结构控制
    2.4 两塔与三塔流程动态控制性能的对比
    2.5 本章小结
第3章 萃取精馏分离乙酸乙酯/乙醇体系的动态控制性能
    3.1 稳态方案设计
        3.1.1 常规三塔萃取精馏流程的介绍
        3.1.2 节能型两塔萃取精馏流程的介绍
        3.1.3 稳态流程的基本参数设定
    3.2 节能型两塔萃取精馏流程的动态控制性能研究
        3.2.1 节能型两塔流程的基础结构控制
        3.2.2 节能型两塔流程的改进结构控制
    3.3 常规三塔萃取精馏流程的动态控制性能研究
    3.4 两塔与三塔流程动态控制性能的对比
    3.5 本章小结
第4章 结论
参考文献
附录A
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]非线性不确定系统的神经网络控制研究[D]. 任怀庆.吉林大学 2014
[2]分离过程质量分离剂的计算机辅助分子设计[D]. 张学岗.天津大学 2008

硕士论文
[1]中间夹带剂分离过程和萃取精馏过程对比研究[D]. 马健.天津大学 2016
[2]传统精馏序列与隔壁塔序列的中间夹带剂过程研究[D]. 黄山原.天津大学 2016
[3]能量节约型萃取精馏过程的研究：设计与优化[D]. 梁凯.天津大学 2015
[4]甲缩醛/甲醇分离之萃取精馏与变压精馏的设计与控制[D]. 王乔毅.天津大学 2012
[5]中间夹带剂分离过程中的多重稳态现象[D]. 余葆如.天津大学 2012
[6]化工过程的神经控制策略研究[D]. 严家玉.浙江大学 2007



本文编号：3231839