乙酸正丁酯的工藝設計與控制.pdf

1、乙酸正丁酯作為一種重要的酯類化工原料，廣泛地應用于工業(yè)化生產(chǎn)中。乙酸正丁酯價格高并且市場需求量大，傳統(tǒng)的間歇式生產(chǎn)已經(jīng)不能滿足日益增長的化工產(chǎn)業(yè)的需求。因此，開發(fā)設計新的節(jié)能環(huán)保的連續(xù)式生產(chǎn)工藝流程具有十分重要的意義。
　　本論文主要是對乙酸正丁酯的工藝進行系統(tǒng)的設計和研究。用新型的陽離子交換樹脂15號代替?zhèn)鹘y(tǒng)的濃硫酸作為反應的催化劑，選用合適的動力學方程，采用適合于強非理想體系的NRTL-HOC熱力學模型，通過Aspen Plu

2、s的嚴格計算模塊RADFrac，對乙酸正丁酯的整個工藝流程進行模擬。然后通過嚴格計算法推斷相關資金消耗和生產(chǎn)成本隨塔板數(shù)的變化，以及相關的經(jīng)濟核算依據(jù)，并以全年總費用為目標函數(shù)，對穩(wěn)態(tài)模擬進行經(jīng)濟優(yōu)化，乙酸正丁酯的產(chǎn)品純度高達99.8％。
　　通過靈敏度判據(jù)分析，得到精餾塔C1的靈敏板是第3塊塔板，精餾塔C2的靈敏板是第24塊塔板，然后利用Aspen Dynamics對乙酸正丁酯進行動態(tài)模擬。設定不同的控制結構，引入進料流量和進料

3、組分干擾，通過乙酸正丁酯的純度和靈敏板的溫度變化來檢驗其控制性能的良好性。對乙酸正丁酯工藝建立四種不同的動態(tài)控制結構（CS1-CS4）。對于CS1組分控制結構，抗干擾能力較弱，動態(tài)響應差。在CS1控制結構基礎上做出改變，用溫度控制器來代替組分控制器，效果十分明顯。后面三種溫度控制結構都能穩(wěn)定控制靈敏板溫度，產(chǎn)品的純度波動幅度不大。CS4控制結構是對溫度控制器的進步一步改進研究，提出了多個乘數(shù)器的串級使用，控制性能明顯提高，波動小并且迅速