精餾過程模型簡化與節(jié)能控制.pdf

1、在化工、石油、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中，常常會有許多液相和氣相混合物需要分離或提純，精餾是分離和提純的重要手段。為了保證精餾過程的安全、穩(wěn)定操作，需要從工藝上了解其傳質(zhì)傳熱過程，從機(jī)理上建立數(shù)學(xué)模型，對其動態(tài)仿真，以便對精餾過程進(jìn)行過程自動控制。精餾塔的動態(tài)機(jī)理模型呈現(xiàn)維數(shù)高和非線性等特性，對精餾塔進(jìn)行模型簡化就成了人們研究的熱點(diǎn)，于是出現(xiàn)了許多建立精餾塔簡化模型的方法。
　　本文首先介紹了精餾過程原理，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用平衡級理論方程組建立

2、嚴(yán)格機(jī)理下的生產(chǎn)過程動態(tài)數(shù)學(xué)模型，它通常是一組微分方程或是差分方程，需要對其簡化。本文采用的是一個(gè)分離乙醇和水的二元精餾塔，此塔共十八塊塔板，連同冷凝器回流罐系統(tǒng)和塔釜共二十個(gè)分離級，利用逐板計(jì)算法得出各塔板上輕、重組分濃度，在 Simulink里對機(jī)理模型進(jìn)行仿真，比較輸出數(shù)據(jù)和計(jì)算所得數(shù)據(jù)的誤差，驗(yàn)證模型的正確性。
　　對具有維數(shù)高和非線性等特性的精餾塔動態(tài)模型進(jìn)行簡化，在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)附近運(yùn)用小偏差方法對其進(jìn)行了線性化處理，得到

3、了線性化的二十階模型，然后運(yùn)用了 Marshall方法進(jìn)行降階，最后得到一個(gè)三階的簡化模型，通過 Simulink對簡化模型進(jìn)行仿真，并和原始模型做對比。本模型對于精餾過程的控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和理論指導(dǎo)意義。
　　作為化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的精餾過程，是其中能耗最大的一種化工單元操作，在能源問題越來越受人關(guān)注的今天，對精餾過程進(jìn)行節(jié)能研究是避免不了的。首先介紹幾種精餾塔節(jié)能的途徑和方法，并分析目前精餾塔節(jié)能控制方面存在