【摘 要】
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精馏塔是现代炼油化工生产中使用广泛的重要分离装置,也是能量消耗最多、要求最严格又最难控制的操作单元。长期以来,精馏过程的节能和优化控制一直是过程控制领域研究的重要
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精馏塔是现代炼油化工生产中使用广泛的重要分离装置,也是能量消耗最多、要求最严格又最难控制的操作单元。长期以来,精馏过程的节能和优化控制一直是过程控制领域研究的重要课题,而准确的数学模型是解决上述问题的重要的理论基础。本文以某乙烯精密精馏塔为例,建立严格的稳态和动态机理模型,从而为实现塔的操作优化以及各种先进控制策略的研究铺平道路。
建立了通用的多元精密精馏塔的严格稳态机理模型,利用准确性相当高的状态方程来预测物性数据,从而提高了精密精馏过程数学模型的准确性。在某工况下将模型的计算值与实际化验值进行了对比,该模型的预测结果非常接近于实测值,从而可以适用于精馏塔的工艺设计和操作优化。
针对目前精馏塔动态模型中对平衡常数和焓简化计算的问题以及复杂精密精馏塔的特点,充分考虑了温度、组成和压力对气液平衡常数和气、液相焓的影响,利用准确性相当高的BWR状态方程来求解气、液平衡常数和气、液相焓,对能量平衡方程中热焓的时间导数项做了适当合理的简化,从而既提高了计算效率并保证了计算精度,因而对于控制系统的分析和设计更具有指导意义。
从设计和操作角度对板式精馏塔中的降液管模型进行了分析,建立了降液管模型的等效结构模型,同时考虑了降液管中部分液相混合的影响,开发了一个考虑降液管时滞效果的精馏塔机理模型,为实现对精馏塔设计有效的控制系统奠定基础。
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