分壁精馏塔分离四元醇体系的实验及模拟研究

发布时间：2023-12-09 12:53

　　分壁精馏塔(Divided-Wall Column,DWC)可用于分离多元混合物,其中KDWC(Kaibel Divided-Wall Column)和ADWC(Agrawal Divided-Wall Column)可实现四组分混合物的高纯度分离,较常规工艺具有能耗和投资成本优势,具备重大的工业应用价值。为验证KDWC工业应用可行性,本文首先以甲醇-乙醇-正丙醇-正丁醇(MEPB)四元混合物为研究对象,在稳态模拟基础上设计KDWC小试实验装置,采用SIMATIC S7-300及上位机WinCC软件进行PLC编程组态,建立实验装置的温度、压力监控系统及操作变量控制系统。将KDWC稳态实验分为全回流、间歇精馏及连续精馏三个阶段,并与同工况条件下的模拟结果进行对比,结果表明:两者具有良好的一致性,产品的分离纯度可达到90mol.%的设计要求,侧线产品中轻重杂质比例与模拟结果略有偏差。在此基础上调用Step 7内置功能块FB58建立4×4温度控制结构,开展动态实验研究,考察进料组分发生±20%波动后KDWC的分离效果,结果表明4×4温度控制结构能够实现对KDWC的稳定控制,产品纯度介于88....

【文章页数】：84 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 分壁精馏塔稳态设计
    1.3 分壁精馏塔动态控制
    1.4 分壁精馏塔实验研究
    1.5 技术路线与研究内容
        1.5.1 技术路线
        1.5.2 主要研究内容
第2章 KDWC小试实验装置
    2.1 小试装置简介
    2.2 监控系统设计
        2.2.1 监控系统硬件构成
        2.2.2 监控系统软件组态
    2.3 小结
第3章 KDWC稳态及动态实验研究
    3.1 KDWC稳态实验
    3.2 PID参数调谐
    3.3 KDWC动态实验
        3.3.1 M±20%动态实验
        3.3.2 E±20%动态实验
        3.3.3 P±20%动态实验
        3.3.4 B±20%动态实验
    3.4 小结
第4章 ADWC稳态设计模拟
    4.1 ADWC稳态模拟
        4.1.1 ADWC塔内结构组成
        4.1.2 ADWC七塔稳态模型
    4.2 A DWC稳态结构优化
    4.3 ADWC稳态分析
        4.3.1 液相组成分布
        4.3.2 塔内温度分布
        4.3.3 分液分气比
    4.4 小结
第5章 ADWC动态控制模拟
    5.1 组分控制结构(CC)
        5.1.1 组分控制结构
        5.1.2 组分控制结果
    5.2 温度控制结构(TC)
        5.2.1 温度控制结构
        5.2.2 温度控制结果
    5.3 温度-组分混合控制结构(TC-CC)
        5.3.1 温度-组分混合控制结构
        5.3.2 温度-组分混合控制结果
    5.4 小结
第6章 结论
符号说明
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文和专利发表情况



本文编号：3871614