二異丙醚-異丙醇分離之萃取精餾與變壓精餾的設計與控制.pdf

1、異丙醇和二異丙醚是非常重要的溶劑及精細化工原料。二異丙醚和異丙醇在常壓下會形成最低共沸物，普通精餾不能有效的分離二者的混合物。本文采用以乙二醇單甲醚為萃取劑的萃取精餾（ED）以及變壓精餾（PSD）兩種方法分離二異丙醚-異丙醇共沸體系。借助化工流程模擬軟件Aspen Plus對兩種工藝流程進行嚴格的穩(wěn)態(tài)模擬，提出了全局經(jīng)濟優(yōu)化和局部經(jīng)濟優(yōu)化二者相結合的優(yōu)化方案，并建立優(yōu)化迭代流程以獲得經(jīng)濟最佳的工藝參數(shù)。完全熱集成變壓精餾工藝比萃取精餾工

2、藝節(jié)約5.75％的費用投入和7.97%的能量消耗。
　　針對兩種工藝的經(jīng)濟最優(yōu)工藝流程，借助化工動態(tài)模擬軟件Aspen Dynamics建立不同的控制結構并且檢驗各自的動態(tài)控制性能。在完全熱集成變壓精餾最優(yōu)穩(wěn)態(tài)設計的基礎上，提出了兩種基于PI控制器的控制結構CS1和CS2。動態(tài)模擬結果表明，當系統(tǒng)引入擾動后，由于過程中高壓塔存在壓力效應，而且控溫板溫度穩(wěn)定在設定值，導致二異丙醚產(chǎn)品純度存在比較大的穩(wěn)態(tài)余差。所以，在基本控制結構CS

3、1的基礎上引入QR1/F控制策略和壓力補償溫度控制策略，設計出一種改進的控制結構CS2。從動態(tài)響應結果可以得到，針對相同的進料組成和進料流量干擾，控制結構CS2的動態(tài)控制性能有很明顯的提高，二異丙醚產(chǎn)品純度的穩(wěn)態(tài)余差明顯降低。對于萃取精餾工藝，在最優(yōu)穩(wěn)態(tài)設計的基礎上，也提出了兩種控制結構CS3和CS4，針對相同的進料組成和進料流量擾動，R/F恒定的控制結構和回流比恒定的控制結構相比，有著更好的動態(tài)控制能力，面對所設計的組成干擾和流量干擾