過設(shè)計隔離壁精餾塔動態(tài)控制與性能分析.pdf

1、在化工生產(chǎn)過程中，復(fù)雜物系的分離是十分常見的，其中精餾過程作為最主要的分離手段是石化行業(yè)最常使用的一門工藝。然而精餾過程常常伴隨著巨大的能量消耗，這導(dǎo)致其在實際生產(chǎn)過程中存在著諸多束縛。由于精餾過程能量消耗巨大，學(xué)者們以提高精餾設(shè)備熱效率為目標，提出了多種方案改進精餾塔的設(shè)計結(jié)構(gòu)與操作方式。其中隔離壁精餾塔(DividingWall Distillation Column: DWDC)設(shè)計方案的提出，為實現(xiàn)精餾過程熱效率的提高做出了巨大

2、的貢獻。作為完全熱耦合結(jié)構(gòu)的DWDC不僅能夠減少設(shè)備投資費用而且能夠大幅度的降低能耗，這使得隔離壁精餾塔在化工生產(chǎn)過程中具有無可比擬的優(yōu)勢。
　　然而實現(xiàn)隔離壁精餾塔熱耦合的四股氣液流為DWDC帶來諸多優(yōu)勢的同時，也為DWDC的設(shè)計與操作帶來了諸多的困難。當DWDC按照常規(guī)設(shè)計方式設(shè)計時，DWDC操作區(qū)域是受到嚴格限制的，即使是在極端操作條件下也無法大幅度提高三種產(chǎn)物的濃度.本課題組相關(guān)學(xué)者根據(jù)該問題的形成機理，在三年前提出了相應(yīng)

3、的解決措施，即過設(shè)計方案，通過有序改變DWDC內(nèi)部塔板數(shù)目，擴大DWDC的操作區(qū)域，從穩(wěn)態(tài)角度解決了DWDC操作域受限的問題。但是研究僅停留在穩(wěn)態(tài)基礎(chǔ)上，并未對過設(shè)計方案的動態(tài)性能進行分析，而動態(tài)性能往往真正決定著化工設(shè)備在實際生產(chǎn)中的表現(xiàn)。
　　為了填補過設(shè)計方案動態(tài)性能分析的空白，本文從分離三元理想物系，三元實際物系兩大方面出發(fā)，對過設(shè)計方案進行動態(tài)性能評估。首先復(fù)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)研究過程中的設(shè)計結(jié)構(gòu)，從而在該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上獲得動態(tài)模型。結(jié)