反应精馏塔的温差控制及评价

发布时间：2017-10-13 03:16

  本文关键词：反应精馏塔的温差控制及评价

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【摘要】：在实际石化工艺生产中,往往需要实现原料、中间产物和粗产品中的重要组成部分的分离,精馏就是最常用的方法。精馏的分离原理就是根据混合物中不同组分的相对挥发度的不同,分别使汽、液相中的重组分和轻组分相互转移,继而实现各组分的分离。而反应精馏塔有机的结合了反应和精馏两个独立操作,大大减少了设备投资的同时还有效地提高了热力学效率,具有较大的经济优势,因此研究价值较高。反应精馏过程是一个多输入多输出的多变量过程,具有复杂的内在机理、迟滞的动态响应、变量之间关联性较强,不同的结构差别较大,而工艺过程对控制的要求又相对较高,所以为反应精馏塔需求一套合理的控制方案将变得尤为重要。本课题主要为了解决反应精馏塔温度控制(TC)方案面对操作压力变化时控制效果不佳的问题,提出了温差控制(TDC)方案。对于双反应物双生成物(俩生成物分别由塔顶和塔底双端出料)的四元反应精馏塔而言,TDC方案包含三个温差控制回路,其中两个应分别靠近双端出料的位置,作用是用来保证双端出料产品的纯度。第三个位于两股进料的中间位置,用于控制两个反应物的进料比(进料比由化学反应计量系数决定)。另外,针对拥有最不利相对挥发度的四元反应精馏体系,其两个产物均从中间出料,此时TDC方案具有两个温差控制回路,分别用于控制再沸器热负荷和其中一个进料流量。分别选择实际的反应体系乙酸甲酯反应精馏和棕榈酸异丙酯反应精馏为例,来验证以上所述TDC方案的控制效果,并且与TC方案进行了比较,仿真结果表明：TDC方案能够克服较大的操作压力变化的干扰,而TC方案下的系统很难稳定；另外,无论何种的进料干扰,TDC方案的控制效果都要优于TC方案,因此验证了TDC方案应用于反应精馏塔中的可行性,在今后的反应精馏过程中,它将应该被视为一种新颖的且有效的控制方案。
【关键词】：反应精馏塔 相对挥发度 动态仿真 温度控制 温差控制
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ053.5;TP273
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 课题研究的背景15
• 1.2 课题研究的目的及意义15-16
• 1.3 论文的基本架构16-19
• 第二章 反应精馏技术研究概述19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 反应精馏技术的研究历程及现状19-20
• 2.3 反应精馏技术的特点20-21
• 2.4 反应精馏过程的建模21-23
• 2.5 反应精馏过程的控制23-24
• 2.6 反应精馏塔的实际应用24-25
• 2.7 本章小结25-27
• 第三章 反应精馏塔的温差控制方案27-31
• 3.1 引言27
• 3.2 温差控制方案的原理和结构设计27-28
• 3.3 温差控制方案中灵敏板和参考板的选取28-29
• 3.4 控制器的设计与参数的整定29-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 温差控制方案在乙酸甲酯反应精馏塔中的应用31-47
• 4.1 引言31
• 4.2 建立乙酸甲酯反应精馏的稳态过程31-34
• 4.3 温差控制方案的综合设计34-39
• 4.4 温差控制策略的仿真与评价39-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第五章 温差控制方案在棕榈酸异丙酯反应精馏塔中的应用47-65
• 5.1 引言47
• 5.2 建立棕榈酸异丙酯反应精馏的稳态过程47-50
• 5.3 IPP反应精馏塔温差控制方案的综合设计50-53
• 5.4 IPP反应精馏塔温差控制策略的仿真与评价53-63
• 5.5 本章小结63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 工作总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 研究成果及发表的学术论文73-75
• 导师和作者简介75-77
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书77-78

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本文编号：1022508