隔壁塔用于苯、甲苯、二甲苯分离的控制.pdf

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化
进展
2013年第32卷第4期
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
757
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研究开发
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隔壁塔用于苯、甲苯、二甲苯分离的控制
李军',王纯正2,马占华,孙兰义1
(中国石油大学化学工程学院,山东青岛26580;2华东师范大学化学系,上海20002
摘要:在稳态模拟的基础上,研究了用于苯、甲苯、二甲苯分离的隔壁塔的控制策略和动态特性。动态模拟
中采用继电反馈法和 Tyrus- Luyben准则进行PID参数整定,在 Aspen Dynamic平台上,对比分析了 DB/LSV、
DV/LSB、LB/DSV和 LV/DSB4种典型组成控制策略的动态特性,并重点考察了 LV/DSB基础上的温度控制、
温度组成联合控制和温度组成串級控制策略。结果表明,当出现进料组成或流率干扰时,隔壁塔具有很好的可
控性,调节时间Ts最短至2.97h,产品质量要求与设定値之间的摩尔最大偏差A最低至0.0015。
关键词:苯;甲苯;二甲苯;隔壁塔;动态模拟;控制策略
中图分类号:TQ028.3
文献标志码:A
文章编号:1000-6613(2013)04-0757-07
DOI:10.3969%.issa.1000-6613.2013.04.005
Control of the DW C for separating the mixture of benzene, toluene, xylene
LI Jun WANG Chunzheng, MA Zhanhua SUN Lanyi
( School of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, Shandong, China; " Department
of Chemistry, East China Normal University, Shanghai 200062, China)
Abstract: Control strategy and dynamic performance of dividing wall column for separating BTX were
studied on the basis of steady-state simulation. PID parameters were tuned by using relay feedback test
and Tyreus-luyben settings. Comparative analysis of four typical composition control structures
namely LV/DSB, DV/LSB, L B/DSV and LV/DSB were made on platform of Aspen Dynamic. Then the
temperature control, temperature combined with composition control and temperature-composition
cascade control strategies were inverstiagated on the basis of LV/DSB. The simulation results showed
that DWCS have good controllability properties for various persistent disturbances in the feed flow rate
and composition. Setting time s and composition disturbances of the three desired products were all
less than 2.97 h and 0.0015
Key words: benzene; toluene; xylene; dividing wall column; dynamic simulation; control strategy
隔壁塔是内部完全热耦合塔,在精馏过程中避是对隔壁塔控制的硏究却很少,研究者选择不同的
免中间组分的返混效应,且实现隔壁顶部和底部进体系采用不同的控制策略,往往得出不一样甚至是
料物流的完全匹配,从而极大地提高热力学效率リ。矛盾的结论。Wolf等?在乙醇、丙醇、丁醇体系下
研究表明,对不同的分离体系,隔壁塔可节约10%~采用非线性工具进行动态模拟,结果表明隔壁塔易
60%的能耗,减少10%~50%的设备投资2利。然而,于控制,而当产品纯度设定有微小改变时控制效果
隔壁塔从其概念的提出到其工业化应用经历了很长
时间,其主要是隔壁塔具有很多的自由度,导致它
收稿日期:2012-09-28:修改稿日期:2012-10-18。
基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金(12CX04026A)及山
难于设计与控制,以致于长期以来隔壁塔的控制东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2010N03)项目。
问题是限制其工业应用的一个瓶颈。
第一作者:李军(1980-),男,博士研究生,讲师,从事化工过程模
拟与优化。E-mailupclijun@126.com。联系人:孙兰义,教授,从事
尽管人们对精馏控制过程做了深入的研究,但传质与分离工程研究。 E-mail sunlanyi(@63com