分壁精馏塔分离醇多元体系的模拟及实验研究
发布时间：2021-03-11 18:31
分壁精馏塔（Divided wall column,DWC）可在单个精馏塔内实现多组分混合物的高效分离。KDWC（Kaibel DWC）可实现四组分混合物的清晰分割,EDWC（Extended DWC）可实现五组分体系的高纯度分离。本文首先以KDWC分离甲醇/乙醇/正丙醇/正丁醇的混合物为研究对象,目标产品纯度为90mol.%。严格稳态模拟结果表明,KDWC较常规三塔分离方案可节能40.8%。在稳态模拟的基础上设计相应的小试实验装置,采用西门子S7-300系统中的WinCC及STEP7软件进行PLC编程组态设计精馏塔的温度、压力监控系统。按照全回流、间歇精馏和进料平衡三个阶段进行KDWC的开车。稳态实验结果表明:实验值和严格稳态模拟结果具有良好的一致性,产品的分离纯度可达到90mol.%的设计要求;上侧线中甲醇杂质含量实验值略高于模拟值,下侧线中丁醇杂质含量实验值略低于模拟值。进料组成变化实验结果表明,KDWC可在分液比恒定的情况下实现进料组成±20%变化的平稳控制,产品纯度处于88.6～92.6mol.%之间。论文随后对五元醇体系进行了模拟研究,五组产品的设计纯度均为99mol.%,...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
前言
第1章 文献综述
1.1 分壁精馏塔简介
1.2 分壁精馏塔结构设计
1.3 DWC动态控制
1.4 DWC应用于特殊精馏
1.5 DWC发展趋势及应用前景
1.6 技术路线及主要研究内容
1.6.1 技术路线
1.6.2 主要研究内容
第2章 KDWC分离四元醇体系的稳态模拟
2.1 KDWC稳态模拟
2.1.1 KDWC模拟环境和操作条件
2.1.2 精馏段板数优化
2.1.3 预分馏段板数优化
2.1.4 提馏段板数优化
2.1.5 KDWC进出料位置优化
2.1.6 KDWC最优塔体结构及操作参数
2.2 KDWC稳态分析
2.2.1 KDWC全塔温度分布
2.2.2 KDWC塔板液相组成
2.3 常规三塔分离
2.3.1 三塔分离序列
2.3.2 预分馏分离序列优化
2.3.3 预分馏分离序列稳态分析
2.3.4 常规分离序列对比
2.4 小结
第3章 KDWC小试装置设计
3.1 小试装置搭建
3.1.1 流程简介
3.1.2 主要设备及仪表
3.2 监测系统设计
3.2.1 监测系统硬件构成
3.2.2 监测系统软件组态
3.3 小结
第4章 KDWC的开车和实验研究
4.1 KDWC的开车
4.1.1 分气比测定
4.1.2 KDWC的开车
4.2 进料组成变化实验
4.2.1 M±20%稳态实验
4.2.2 E±20%稳态实验
4.2.3 P±20%稳态实验
4.2.4 B±20%稳态实验
4.3 小结
第5章 分壁精馏塔分离五元醇体系的稳态模拟
5.1 常规四塔分离序列
5.1.1 常规分离序列稳态模拟
5.1.2 常规分离序列稳态分析
5.2 两塔分离序列
5.2.1 CKDWC稳态设计
5.2.2 CKDWC稳态分析
5.3 单塔分离序列
5.3.1 EDWC稳态模拟
5.3.2 EDWC稳态分析
5.4 小结
第6章 分壁精馏塔分离五元醇体系的动态研究
6.1 CKDWC组分控制
6.1.1 CKDWC组分控制结构
6.1.2 CKDWC组分控制结果
6.2 EDWC组分控制
6.2.1 EDWC组分控制结构
6.2.2 EDWC组分控制结果
6.3 小结
第7章 结论
符号说明
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文及专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]Agrawal分壁精馏塔分离芳烃的稳态和动态研究[J]. 段圆梦,沈海涛,凌昊. 石油学报(石油加工). 2017(06)
[2]隔壁塔萃取精馏分离碳酸二甲酯-甲醇的优化与控制[J]. 彭家瑶,张青瑞,郭通,吕明莲. 石油学报(石油加工). 2017(05)
[3]热泵精馏隔壁塔分离宽沸程物系的模拟[J]. 李沐荣,许良华,辛春伟,袁希钢. 化工学报. 2017(05)
[4]分壁精馏塔分离四元醇体系的稳态研究[J]. 王志锋,沈海涛,潘蓉,沈本贤,凌昊. 石油学报(石油加工). 2017(01)
[5]反应精馏隔壁塔生产乙酸正丁酯的优化与控制[J]. 陈梦琪,于娜,刘育良,李鲁闽,孙兰义. 化工学报. 2016(12)
[6]分隔壁萃取精馏塔分离乙酸乙酯-异丙醇[J]. 索潇萌,戴昕,虞昊,张浩,叶青. 石油学报(石油加工). 2016(01)
[7]分隔壁萃取精馏塔分离苯-环己烷体系的研究[J]. 秦继伟,张浩,熊晓娟,徐红,叶青. 石油学报(石油加工). 2014(04)
[8]分隔壁萃取精馏塔分离C4烯烃与烷烃的模拟[J]. 高思亮,田龙胜,唐文成,赵明,吴巍. 石油化工. 2013(06)
[9]扬子石化公司石脑油吸附分离装置建成投产[J]. 郑宁来. 石油炼制与化工. 2013(04)
[10]气相分配比对隔板精馏塔性能和操作影响的模拟研究(英文)[J]. Laleh Torab Maralani,袁希钢,罗祎青,龚超,余国琮. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2013(01)
本文编号：3076883
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
前言
第1章 文献综述
1.1 分壁精馏塔简介
1.2 分壁精馏塔结构设计
1.3 DWC动态控制
1.4 DWC应用于特殊精馏
1.5 DWC发展趋势及应用前景
1.6 技术路线及主要研究内容
1.6.1 技术路线
1.6.2 主要研究内容
第2章 KDWC分离四元醇体系的稳态模拟
2.1 KDWC稳态模拟
2.1.1 KDWC模拟环境和操作条件
2.1.2 精馏段板数优化
2.1.3 预分馏段板数优化
2.1.4 提馏段板数优化
2.1.5 KDWC进出料位置优化
2.1.6 KDWC最优塔体结构及操作参数
2.2 KDWC稳态分析
2.2.1 KDWC全塔温度分布
2.2.2 KDWC塔板液相组成
2.3 常规三塔分离
2.3.1 三塔分离序列
2.3.2 预分馏分离序列优化
2.3.3 预分馏分离序列稳态分析
2.3.4 常规分离序列对比
2.4 小结
第3章 KDWC小试装置设计
3.1 小试装置搭建
3.1.1 流程简介
3.1.2 主要设备及仪表
3.2 监测系统设计
3.2.1 监测系统硬件构成
3.2.2 监测系统软件组态
3.3 小结
第4章 KDWC的开车和实验研究
4.1 KDWC的开车
4.1.1 分气比测定
4.1.2 KDWC的开车
4.2 进料组成变化实验
4.2.1 M±20%稳态实验
4.2.2 E±20%稳态实验
4.2.3 P±20%稳态实验
4.2.4 B±20%稳态实验
4.3 小结
第5章 分壁精馏塔分离五元醇体系的稳态模拟
5.1 常规四塔分离序列
5.1.1 常规分离序列稳态模拟
5.1.2 常规分离序列稳态分析
5.2 两塔分离序列
5.2.1 CKDWC稳态设计
5.2.2 CKDWC稳态分析
5.3 单塔分离序列
5.3.1 EDWC稳态模拟
5.3.2 EDWC稳态分析
5.4 小结
第6章 分壁精馏塔分离五元醇体系的动态研究
6.1 CKDWC组分控制
6.1.1 CKDWC组分控制结构
6.1.2 CKDWC组分控制结果
6.2 EDWC组分控制
6.2.1 EDWC组分控制结构
6.2.2 EDWC组分控制结果
6.3 小结
第7章 结论
符号说明
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文及专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]Agrawal分壁精馏塔分离芳烃的稳态和动态研究[J]. 段圆梦,沈海涛,凌昊. 石油学报(石油加工). 2017(06)
[2]隔壁塔萃取精馏分离碳酸二甲酯-甲醇的优化与控制[J]. 彭家瑶,张青瑞,郭通,吕明莲. 石油学报(石油加工). 2017(05)
[3]热泵精馏隔壁塔分离宽沸程物系的模拟[J]. 李沐荣,许良华,辛春伟,袁希钢. 化工学报. 2017(05)
[4]分壁精馏塔分离四元醇体系的稳态研究[J]. 王志锋,沈海涛,潘蓉,沈本贤,凌昊. 石油学报(石油加工). 2017(01)
[5]反应精馏隔壁塔生产乙酸正丁酯的优化与控制[J]. 陈梦琪,于娜,刘育良,李鲁闽,孙兰义. 化工学报. 2016(12)
[6]分隔壁萃取精馏塔分离乙酸乙酯-异丙醇[J]. 索潇萌,戴昕,虞昊,张浩,叶青. 石油学报(石油加工). 2016(01)
[7]分隔壁萃取精馏塔分离苯-环己烷体系的研究[J]. 秦继伟,张浩,熊晓娟,徐红,叶青. 石油学报(石油加工). 2014(04)
[8]分隔壁萃取精馏塔分离C4烯烃与烷烃的模拟[J]. 高思亮,田龙胜,唐文成,赵明,吴巍. 石油化工. 2013(06)
[9]扬子石化公司石脑油吸附分离装置建成投产[J]. 郑宁来. 石油炼制与化工. 2013(04)
[10]气相分配比对隔板精馏塔性能和操作影响的模拟研究(英文)[J]. Laleh Torab Maralani,袁希钢,罗祎青,龚超,余国琮. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2013(01)
本文编号：3076883
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