精馏塔的节能控制

在能源价格不断提高的今天,实行精馏塔的节能控制已显得十分重要。一个良好的精馏塔控制系统,可减少能源费用约20%。以下介绍精馏塔的一种节能控制方案。控制流程精馏塔的控制流程如图1所示。这是一种计算机设定控制系统,包括常规调节仪表、在线色谱分析仪以及计算机装置。该系统因能按精馏过程工况的变化并依物料与热量平衡计算自动修正调节器的设定值,故     

具有热泵的苯-甲苯精馏过程的建模与控制

研究了热泵精馏塔的建模与控制问题.针对苯-甲苯精馏过程,采用逐板计算的方法进行动态机理建模;在热泵端,基于能量守恒定律等热力学方程建立了热量传递模型.通过对仿真模型结果的分析,研究了热泵精馏塔系统的特性.为了研究热泵精馏塔的控制问题,通过对动态机理模型的阶跃测试和辨识,获得了控制模型.对热泵精馏塔系统,按照单变量PID控制和多变量DMC控制两种结构,分别设计控制系统,通过仿真研究对比了两种控制方案的性能.     

基于稳态能量平衡的支路平衡控制

为避免加热炉支路温度平衡控制时的动态耦合引起系统波动甚至不稳定,本文提出了一种基于稳态能量平衡的加热炉支路平衡控制方案,并进行了收敛性分析.根据稳态能量平衡计算出各支路需调整的流量,使各支路温度趋向一致.支路平衡控制采用长控制周期的稳态控制和区域控制.分析表明,所提出方案易于稳定,且接近稳态下的理想控制.另外,实现了支路温度均衡下加热炉进料总流量自动提降负荷控制.仿真和现场应用结果表明,控制方案合理,效果良好.     

精馏过程动态仿真建模

精馏过程的模型化与仿真在化工操作和工艺设计中具有重要的意义。对精馏塔进行动态数学模型的建立与仿真,不仅可以研究精馏过程在不同工况下的变化情况,而且还可以用于精馏塔的优化控制,进而提高精馏过程的生产效益。本文针对精馏塔操作过程,建立了基于平衡级假设和非平衡级假设的精馏过程动态机理数学模型,并对平衡级假设的模型进行了动态模拟。该模型从机理分析入手,进行合理的简化,模型的计算时间大大的缩短,从而使模型具有比较广泛的实用性。该模型采用的动态数学模型为METSH(质量平衡方程、相平衡方程、塔板效率方程、摩尔分数归一化方程、能量平衡方程)方程,通过计算METSH方程,可以模拟出精馏塔内温度、汽相流量、液相流量、汽相组分以及液相组分的变化趋势。通过仿真结果可以看到,该模型比较准确的预测了精馏塔中各个操作参数的动态趋势,与实际情况基本一致,其稳态结果与实际情况也基本吻合。该模型对于仿真培训及精馏过程的控制分析具有较高的理论研究意义和实际应用价值。     

MTBE反应精馏过程动态模拟和控制系统分析

针对在闭环控制方面还远远不能满足反应精馏技术实际操作需要的问题,展开了相关研究。首先建立了通用反应精馏过程非平衡级动态模型,并在此基础上对MTBE(甲基叔丁基醚)反应精馏(Reactive Distillation,RD)过程进行了动态性能的分析和控制系统的设计,提出了一种基于软测量技术的产品质量／转化率联合控制方案。仿真结果表明,该方案优于其他控制方案,可有效地进行产品质量和转化率的多指标控制,控制效果良好。     

甲醇/水二元间歇精馏塔的建模与先进控制

应用动态物料平衡和相平衡等机理建模法,建立了一套甲醇／水二元间歇精馏塔实验装置的数学模型。以Matlab为平台,开发了该模型计算软件。设计了塔顶甲醇浓度比例积分反馈推断控制、多个温度联合加醛反馈控制、塔顶甲醇浓度反馈增益自调整控制等控制策略。并应用基于状态空间模型的模型预测控制算法,推导了间歇精馏塔多个浓度反馈时的模型预测控制策略。对这些先进控制策略进行了仿真试验研究,仿真结果被用于指导间歇精馏控制实验,获得了满意的控制结果。     

酒精精馏过程的仿人智能控制研究

对酒精精馏过程控制进行了分析,指出了用传统控制方法对精馏塔控制的局限性。并运用仿人智能控制的理论,提出了一种基于棒棒－ 比例－ 保持 ３ 种控制模态的多模态控制方案。该方案简捷,可靠,具有很强的实时性和鲁棒性,抗干扰性能明显。仿真结果表明该方案有令人满意的控制效果。     

ChemCAD在精馏塔动态模拟中的应用

以丙酮回收塔为例,研究ChemCAD在精馏塔动态模拟中的应用,建立带有控制系统的动态精馏模型.分析精馏塔操作条件、进料状况等发生变化时,精馏塔在当前控制方案下的动态响应过程,得到并分析常规PID控制方案在精馏塔操作中存在的问题,为进一步剖析精馏过程特性,确定合适的优化及控制方案提供参考.     

第九届 IFAC 世界大会论文评介

一、精馏过程的控制01.3/A精馏是化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节。精馏塔的控制直接关系到产品的质量、产量和能量的消耗,因此,至今仍受到人们的普遍重视。本届 IFAC 大会所发表有关精馏塔控制的论文的特点是寻求现代控制策略来提高精馏过程的控制水平。这一分组的六篇论文从不同的角度研究精馏过程的控制方     

内部能量集成精馏塔技术应用于乙烯分离流程的节能研究

乙烯生产装置是石化工业中最重要的装置之一,其生产过程需要消耗大量的低温冷量,采用先进的能量集成技术优化乙烯生产过程、提高能源利用效率具有重要意义.本研究针对前脱丙烷前加氢工业乙烯装置,将内部能量集成精馏塔技术应用于乙烯分离塔,提出基于内部能量集成技术的乙烯分离流程.利用流程模拟软件Aspen Plus分别对内部能量集成精馏塔流程和开式热泵精馏流程进行严格模拟,结果表明内部能量集成精馏塔精馏段压力对新流程系统中压缩机的功耗有显著影响,最终优化的内部能量集成精馏塔精馏段操作压力为1410KPaG,提馏段操作压力为710KPaG.相对于目前先进的乙烯精馏塔开式热泵流程,内部能量集成精馏塔流程具有节能效果,内部能量集成精馏流程中系统压缩机的总功耗为38.869MW,而热泵精馏流程中系统压缩机的总功耗为39.680MW,内部能量集成精馏塔流程中系统压缩机的总功耗降低约2.04％,因此内部能量集成精馏塔具有一定的工业应用前景.