隔壁塔萃取精馏分离碳酸二甲酯-甲醇的优化与控制

利用Aspen Plus软件,采用隔壁塔萃取精馏(EDWC)工艺,对碳酸二甲酯-甲醇共沸体系进行有效分离。稳态分析结果表明,EDWC比常规萃取精馏可减少再沸器负荷37.66%,年度总费用(TAC)可降低36.89%。在动态控制系统中,针对EDWC中主塔温度分布均匀、灵敏板选择困难的问题,给出一种简单有效的导斜率判据方法。利用Aspen Dynamics软件考察了主塔不同灵敏板以及3种控制结构的有效性。结果表明,当主塔灵敏板为第12块塔板时,采用带气相分配比的控制结构(CS2)能实现稳定控制。当主塔灵敏板为第5块塔板时,采用无气相分配比的控制结构(CS3)能有效处理进料流量和组成发生的±20%扰动,为较优的控制方案。

萃取精馏隔壁塔分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系的模拟与优化

利用Aspen plus软件对乙酸乙酯-乙腈共沸物系采用萃取精馏方案进行模拟和全局经济优化。在此基础上,对该物系提出了萃取精馏隔壁塔三塔等价模型分离方案,并对该流程进行模拟和优化。结果表明:萃取精馏隔壁塔较传统萃取精馏塔在节约能耗和减少设备投资方面有明显的优势,萃取精馏隔壁塔方案比传统两塔萃取精馏方案在年度设备投资费用上节约22.1%,年度操作费上节约8.3%,年度总费用上节约13.1%。并且将塔底循环萃取剂与原料进行换热,进而进一步减少了能耗。这一研究将对工业分离乙酸乙酯-乙腈共沸混合物提供理论指导意义。

共沸精馏隔壁塔与萃取精馏隔壁塔的控制研究

针对多元共沸物或近沸点混合物的分离,采用共沸精馏隔壁塔和萃取精馏隔壁塔两种流程,分别建立稳态模型,并进行了温度灵敏板的选择。针对共沸精馏隔壁塔建立若干两点温度控制结构,针对萃取精馏隔壁塔建立若干三点(及四点)温度控制结构。通过添加进料流量和组成扰动进行测试分析,分别为两种流程挑选了能有效抵抗进料扰动的温度控制结构。1共沸精馏隔壁塔最优控制结构:Q_(MC)/F控制TMC,13;Q_(RC)/F控制TRC,5。2萃取精馏隔壁塔最优控制结构:RRM控制TMC1,3;Q_r/F控制TMC1,12;RR_R控制TRC1,3;αv控制TMC1,9。最后通过分析两种最优控制结构的相似性,总结得出:带有再沸器与进料量比值(Q_r/F)控制的温度控制结构,可有效降低共沸精馏隔壁塔及萃取精馏隔壁塔体系的余差及超调量。