化工学报 ›› 2019, Vol. 70 ›› Issue (2): 625-633.DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20181090
收稿日期:
2018-09-27
修回日期:
2018-10-21
出版日期:
2019-02-05
发布日期:
2019-02-05
通讯作者:
黄秀辉
作者简介:
黄秀辉(1986—),女,博士,讲师,<email>hxh@usst.edu.cn</email>
Xiuhui HUANG(),Jun WANG,Guomin CUI
Received:
2018-09-27
Revised:
2018-10-21
Online:
2019-02-05
Published:
2019-02-05
Contact:
Xiuhui HUANG
摘要:
以PTA装置醋酸脱水塔为研究对象,在该醋酸脱水塔的稳态模型的基础上,通过建立的平衡级动态数学模型以及补充设置好的动态参数,利用Aspen Plus软件建立好动态模型。以Aspen Dynamics软件为工具,用回流流量控制灵敏板温度,塔釜再沸器热负荷与进料流量F 1呈比例控制,模拟设计出了控制策略CS1。又为了保证在进料流量扰动时塔底醋酸浓度更加稳定,利用塔釜再沸器热负荷来控制塔釜醋酸浓度,设计出了控制策略CS2。将两种不同的控制策略对其动态响应进行分析比较,得出在相同目标条件下表现更优的控制策略,为实际生产和控制方案的设计提供方向和指导。
中图分类号:
黄秀辉, 王俊, 崔国民. PTA装置醋酸脱水塔的动态模拟及控制策略分析[J]. 化工学报, 2019, 70(2): 625-633.
Xiuhui HUANG, Jun WANG, Guomin CUI. Dynamic simulation and analysis of control strategies of acetic acid dehydration tower in PTA plant[J]. CIESC Journal, 2019, 70(2): 625-633.
Outlet stream | Temperature/K | Pressure/MPa | Flow/ (kg·h-1) | HAc/ %(mass) | Water/ %(mass) | NPA/ %(mass) | PX/%(mass) | MA/%(mass) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
S 1 | 378.35 | 0.123 | 8200 | 68.3 | 26.6 | 4 | 0.5 | 0.6 |
D 1 | 357.75 | 0.12 | 251181 | 0 | 14.9 | 73 | 0.1 | 12 |
B 1 | 390.35 | 0.13 | 136142 | 93.6 | 6.4 | 0 | 0 | 0 |
表1 实际超负荷工况醋酸脱水过程C-1塔出料结果
Table 1 C-1 tower discharge results in acetic acid dehydration process under actual overload conditions
Outlet stream | Temperature/K | Pressure/MPa | Flow/ (kg·h-1) | HAc/ %(mass) | Water/ %(mass) | NPA/ %(mass) | PX/%(mass) | MA/%(mass) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
S 1 | 378.35 | 0.123 | 8200 | 68.3 | 26.6 | 4 | 0.5 | 0.6 |
D 1 | 357.75 | 0.12 | 251181 | 0 | 14.9 | 73 | 0.1 | 12 |
B 1 | 390.35 | 0.13 | 136142 | 93.6 | 6.4 | 0 | 0 | 0 |
方程 | 平衡级方程式 |
---|---|
质量平衡方程(M) | |
相平衡方程(E) | |
归一方程(S) | |
热平衡方程(H) | |
表2 精馏塔的平衡级动态数学模型
Table 2 Dynamic mathematical model of distillation column
方程 | 平衡级方程式 |
---|---|
质量平衡方程(M) | |
相平衡方程(E) | |
归一方程(S) | |
热平衡方程(H) | |
EM | ——塔板效率,无量纲 |
---|---|
F | ——进料质量流量,kg·h?1 |
h | ——摩尔焓,J·mol?1 |
hF,j | ——第j级上的进料摩尔焓,J·mol?1 |
Ki , j | ——相平衡常数 |
Lj | ——第j级上的液相质量流量,kg·h?1 |
Mj | ——第j级上的质量流量,kg·h?1 |
Qj | ——与外界的热量传递,kJ·h?1 |
SL j | ——液相采出,kg·h?1 |
SV j | ——气相采出,kg·h?1 |
t | ——时间 |
符号说明
EM | ——塔板效率,无量纲 |
---|---|
F | ——进料质量流量,kg·h?1 |
h | ——摩尔焓,J·mol?1 |
hF,j | ——第j级上的进料摩尔焓,J·mol?1 |
Ki , j | ——相平衡常数 |
Lj | ——第j级上的液相质量流量,kg·h?1 |
Mj | ——第j级上的质量流量,kg·h?1 |
Qj | ——与外界的热量传递,kJ·h?1 |
SL j | ——液相采出,kg·h?1 |
SV j | ——气相采出,kg·h?1 |
t | ——时间 |
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