精餾—蒸汽滲透分離乙烯-乙烷的動(dòng)態(tài)模擬與控制.pdf

1、乙烯/乙烷相對(duì)揮發(fā)度小，常規(guī)精餾分離時(shí)需要在低溫（-25℃）、高壓(2.3MPa)、大回流比的條件下進(jìn)行，所需塔板數(shù)往往超過200、塔高超過100m，因此設(shè)備投資和操作費(fèi)用很高。氣體膜分離技術(shù)作為一種新型的分離技術(shù)，具有效率高、能耗低、適應(yīng)性強(qiáng)、易于操作等一系列優(yōu)點(diǎn)，近年來得到迅猛發(fā)展。精餾塔分離乙烯/乙烷體系，在進(jìn)料塔板附近存在潛在的組分夾點(diǎn)，臨近幾塊塔板產(chǎn)品組成變化很小，精餾分離效率低，將精餾與膜組件耦合使用，在夾點(diǎn)處側(cè)線引出流股進(jìn)

2、膜組件，經(jīng)膜組件分離滲透氣和滲余氣分別進(jìn)精餾塔精餾段和提餾段進(jìn)一步分離，膜組件承擔(dān)部分分離工作，可以有效的降低理論塔板數(shù)，對(duì)于已經(jīng)投入使用的精餾塔可以降低回流比。此外，在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，系統(tǒng)各種擾動(dòng)對(duì)產(chǎn)品純度、回收率產(chǎn)生不同的影響，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量合格、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，需要深入分析工藝特性，結(jié)合實(shí)際情況，制定合適的控制方案。因此，本論文針對(duì)精餾-蒸汽滲透耦合分離乙烯/乙烷系統(tǒng)制定了三種控制方案，建立相應(yīng)的動(dòng)態(tài)模型，并對(duì)不同模型中的參數(shù)進(jìn)行

3、比較，從而確定最優(yōu)方案。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)提出了精餾-蒸汽滲透耦合分離乙烯/乙烷系統(tǒng)的三種控制方案。分析精餾塔控制要求和主要擾動(dòng)因素，針對(duì)精餾-蒸汽滲透耦合分離系統(tǒng)，依據(jù)精餾塔精餾段溫度控制理論提出了塔頂溫度控制方案，該方案有效地控制塔頂產(chǎn)品質(zhì)量;依據(jù)精餾塔壓力控制理論和提餾段溫度控制理論提出了塔頂壓力-塔底溫度控制方案，該方案可以有效克服進(jìn)入提餾段的擾動(dòng)，保證塔底產(chǎn)品質(zhì)量;依據(jù)比值控制理論提出了回流比-再沸比控制方案

4、，并分別給出了完整的控制方案圖。
　　(2)建立了精餾-蒸汽滲透耦合分離乙烯/乙烷系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。在UniSim Design軟件中建立精餾-蒸汽滲透耦合分離系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型，并將UniSim Design模擬結(jié)果與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、誤差分析，最終確定所建精餾-蒸汽滲透耦合系統(tǒng)模型可用于進(jìn)一步研究。根據(jù)提出的三種控制方案建立相應(yīng)的動(dòng)態(tài)模型，并給出各個(gè)模型的PID參數(shù)。
　　(3)精餾-蒸汽滲透耦合分離乙烯/乙烷系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的比較