乙醇回收塔的动态特性分析与控制研究.pdf

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1、第43卷第9期当代化工Vo]．43，No．92014年9月ContemporaryChemicalIndustrySeptember，2014乙醇回收塔的动态特性分析与控制研究王英龙，孟庆信，彭涛(青岛科技大学，山东青岛266042)摘要：在溶剂乙醇的回收过程中，针对乙醇回收塔进料波动大所导致的回收率低、操作强度高的问题，采用AspenDynamics对原生产工艺进行动态模拟与分析，给出一种简单有效的控制方案。该方案具有回收乙醇浓度稳定、回收率高、操作简单等特点，并能实现自动控制，对实际工业生产具有一定的指导意义。关键词：AspenDynamics；乙醇；动态模拟；

2、自动控制中图分类号：TQ051文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)09—1762—03DynamicsAnalysisandControlofEthanolRecoveryColumnWANGYing-long，MENGQing-xin，PENGTao(QingdaoUniversityofScienceandTechnology,ShandongQingdao266042，China)Abstract：Duringtheregenerationofalcoholsolvent，aimingattheproblemsoflowrecoveryrat

3、eandhi811manipulationstrengthcausedbybigfeedflowfluctuation，asimpleandefectivecontrolschemewasputforwardafterdynamicsimulationandanalysisoftherecoveryprocessbyAspenDynamics．Thisschemehasthecharacteristicsofstablerecoveryconcentrationofethanol，highrecoveryrateandsimpleoperation，anditcan

4、realizeautomaticcontroloftherecoveryprocess．Keywords：AspenDynamics；Ethanol；Dynamicssimulation；Automaticcontrol随着能源和环境问题对人类生存的挑战日益加业要求塔顶采出70％的乙醇。该乙醇精馏塔理论板剧，人们也越来越关心化工过程的运行l生能及控制数15，进料位置位于第8块理论板上，回流流量、指标，而基于稳态模型下的设计无法更好地解决此采出流量和蒸汽流量均为手动阀门控制，正常运行类问题川，因此国内外学者对化工流程动态模拟做时，进料流量为1937kg／h，进料组成为

5、4．4％的乙了大量研究。目前，动态模拟软件逐步发展成熟、醇，回流比为1．68，塔顶采出量120kg／h，塔顶采稳定，具有代表性的动态模拟软件有美AspenTech公出乙醇的平均浓度为70％。由于进料乙醇溶液浓度司开发的AspenDynamics和加大拿HyproTech公司波动较大，在2％～6％之间，进料流量也有较大的波开发的Hysys等。动，塔顶采出的乙醇平均浓度只有50％左右，达不在精馏塔的实际操作中，进料波动影响着产品到工业浓度要求。的质量，对塔板负荷性能和传质分离能力也造成很1．2物性方法与模拟分析大的影响。本研究采用AspenDynamics对现有精馏基于

6、实际生产中存在的问题，采用AspenPlus装置进行动态特性分析，给出有效的自动化控制改软件对本工艺进行稳态模拟。相平衡是分离过程模造方案。对该控制方案的动态测试表明其具有较好拟计算的基础，精馏过程模拟的关键在于选择合适的控制效果，为操作条件设计和设备参数改进提供的汽液平衡模型。对于乙醇和水物系，根据文献报一定的理论参考。道’采用NRTL模型进行计算。理论板数、进料位置及其他工艺参数均采用实际生产数据，模拟流程l工艺及稳态模拟如图1所示，图2给出了塔板液相组成分布。1．1工艺简介2控制方案的研究在溶剂乙醇的回收过程中得到了低浓度的乙醇溶液，主要成分：4％(质量分数，

7、下同)左右的乙在精馏塔的控制操作中，理想的控制结构需测醇，96％左右的水。利用乙醇回收塔进行分离，工定两股产品的组成并操纵两个输入变量，从而达到收稿日期：2014—03一O4作者简介：王英龙(1978-)，男，山东泰安人，副教授，博士，2006年博士毕业于中国海洋大学，研究方向：化工过程模拟与系统集成、流体相平衡与热力学模拟、化工过程强化与工艺节能、环境污染控制与废弃物资源化。E-mail：yinglongw@126．corn：通讯作者：孟庚信(1988一)，男，硕士，研究方向：化工工艺及过程工业节能减排技术。E-mail：mengqingxin133@163．