三元物系共沸精馏塔建模与仿真.pdf

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1、第31卷第1期计算机仿真2014年1月文章编号：1006—9348(2014)01—0248～05三元物系共沸精馏塔建模与仿真侯颖，张贝克，马昕(北京化工大学信息科学与技术学院，北京100029)摘要：丙烯酸甲酯精制单元中的精馏塔的动态特性进行研究。在精馏过程中，丙烯酸甲酯和水、丙烯酸甲酯和甲醇两两形成共沸物，从塔顶蒸馏出去。为了研究精馏塔的内部特性，采用METSH方程，分别对共沸精馏塔建立了稳态和动态的数学机理模型。并对模型进行合理简化，达到快速计算的要求。针对实际工厂中可能出现的雾沫夹带和漏液这

2、两种异常工况，建立了符合实际情况的塔板效率方程。从稳态模型的仿真结果可以看到精馏塔内部各个点的参数，从动态模型的结果可以看到精馏塔内各个操作参数的动态变化趋势。仿真结果可以证明稳动态数学机理模型的准确性。关键词：精馏塔；塔板效率；稳态模型；动态模型中图分类号：3T391．9文献标识码：BDynamicSimulationandModelingoftheAzeotropicDistillationColumnofMethylacrylate——Methanol——WaterSystemHOUYing，

3、ZHANGBei—ke，MAXin(CollegeofInformationScience＆Technology，BeijingUniversityofChemic~Technology，Beijing100029，China)ABSTRACT：Studythedynamiccharacteristicsofmethylacrylaterefiningunitdistillationcolumn．Inthedistillationprocess，themethylacrylateandwater，m

4、ethylacrylateandmethanolformanazeotropicsystemintherefiningunitdistillationcolumn．Theyaredistilledoutfromthetopofthetower．Inordertostudytheinternalcharacteristicsofthedistillationcolumn，METSHequationswereusedtoestablishamechanisticmodelofsteady-statean

5、ddynamicmathe-matica1．Themathematicalmodelwassimplifiedtocompletethefastcalculation．Forthetwoabnormalconditions，theentrainmentandleakagethatmayoccurintheactualplant，establishedthetrayeficiencyequationinlinewiththeactualsituation．Wecanseethepointofthedi

6、stillationcolumnwithintheparametersfromthesimulationresultssteady—statemodel，anddynamicchangesinvariousoperatingparametersofthefractionatorsfromtheresultsofthedynamicmode1．Thefinalresultsofthesimulationcanprovetheaccuracyofthemodelforthestabledynamicma

7、the—maticalmechanism．KEYWORDS：Distillationcolumn；Trayeficiency；Steady-statemodel；Dynamicmodel1引言釜出来的丙烯酸甲酯由泵输送到下一个精馏塔。丙烯酸及酯深加工产品的应用在我国国民经济的各个精馏塔的建模与仿真一直受到广泛的关注，数学模领域中显示出非常重要的作用。丙烯酸甲酯是有机中间体型的建立和求解取得了很大的科研成果一。本文中对这个及合成高分子的重要单体，在工业生产中用途广泛，其中包共沸体系精馏塔进行动态建模与

8、仿真，不仅能够为装置技术括丙烯腈纤维的改性等，使丙烯腈具有溶解性、染色性和蓬人员对全装置操作评价、分析提供详细的数据依据，而且对松性⋯。丙烯酸甲酯是以酯化级丙烯酸和甲醇为原料，经过于仿真培训及精馏过程的控制分析提供较高的理论研究意前系统的酯化和后系统的精制两部分生成的J。精制单元义和实际应用价值。中有两个精馏塔，前一个精馏塔用于脱轻组分，后一个精馏塔精制高纯度的丙烯酸甲酯。来自萃取塔塔顶的甲醇、丙烯2精馏塔机理模型的建立酸甲酯和水经过预热器后进入脱轻组分塔，经蒸馏，丙