反應精餾合成甲基叔戊基醚的節(jié)能優(yōu)化與控制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文基于甲基叔戊基醚(TAME)反應精餾工藝過程為背景,研究了醚化反應精餾工藝過程產(chǎn)品品質(zhì)和能耗與其關鍵調(diào)控參數(shù)的關聯(lián)理論,以此研究建立醚化反應精餾工藝過程參數(shù)、產(chǎn)品品質(zhì)和能耗的控制策略和控制系統(tǒng),通過過程工藝優(yōu)化和能耗高效利用的熱集成研究,提出醚化反應精餾工藝過程高效節(jié)能的關鍵技術,為醚化反應精餾工藝過程系統(tǒng)的優(yōu)化、控制和節(jié)能減排提供了技術支撐。主要研究結論如下:
  運用Aspen Plus軟件模擬建立了反應精餾合成甲基叔戊基

2、醚(TAME)的工藝流程圖,研究了該工藝過程中工藝參數(shù)回流比、再沸比、進料流股C5-FEED、MEOH-F以及MEOH-S進料流量以及預反應器溫度對產(chǎn)品純度、產(chǎn)量和系統(tǒng)能耗的影響規(guī)律,總結獲得了在保證反應精餾工藝過程產(chǎn)品品質(zhì)條件下,系統(tǒng)能耗最優(yōu)的工藝過程參數(shù)的優(yōu)化組合,對比分析表明醚化反應精餾工藝過程系統(tǒng)能耗由優(yōu)化前初始條件下總能耗35533.78 kw降至為優(yōu)化后的31836.18 kw,過程優(yōu)化可使醚化反應精餾工藝過程節(jié)能效率高達1

3、0.4%。
  通過對反應精餾最優(yōu)參數(shù)組合下工藝過程進行靈敏度分析,明晰了其工藝過程產(chǎn)品品質(zhì)和能耗的關鍵調(diào)控參數(shù):C5-FEED、MEOH-F、MEOH-S的流量、預反應器的反應溫度和液位、反應精餾塔的反應精餾溫度以及再沸器與冷凝器的液位,并以此建立產(chǎn)品品質(zhì)和能耗與過程工藝參數(shù)的關聯(lián)理論。根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)和系統(tǒng)能耗與關鍵調(diào)控參數(shù)的關聯(lián)理論,提出通過控制各關鍵調(diào)控參數(shù)的PID控制方案和控制策略。通過整定控制系統(tǒng)的PID參數(shù),運用Aspe

4、n Plus動力學模擬研究了部分關鍵調(diào)控參數(shù)階躍干擾對過程工藝參數(shù)、產(chǎn)品品質(zhì)和能耗控制效果的影響,表明本文的控制系統(tǒng)能有效實現(xiàn)醚化反應精餾工藝過程的過程工藝參數(shù)、產(chǎn)品純度、產(chǎn)品產(chǎn)量和系統(tǒng)能耗的有效控制,并具有良好抗外界干擾的性能。
  通過對反應精餾工藝過程的能耗的分析,提出通過將塔頂蒸汽冷凝潛熱預熱 C5-FEED、MEOH-F、MEOH-S進料的冷凝潛熱高效利用的熱集成新工藝,可使系統(tǒng)的總能耗進一步由工藝過程優(yōu)化后的31836

5、.18 kw降低至28780.9 kw,節(jié)能效率高達9.6%,通過過程工藝參數(shù)優(yōu)化和塔頂蒸汽冷凝潛熱高效利用熱集成,可使傳統(tǒng)醚化反應精餾工藝系統(tǒng)總節(jié)能效率高達19%,具有明顯的節(jié)能經(jīng)濟效益。
  提出了塔頂蒸汽冷凝潛熱高效利用的醚化反應精餾熱集成新工藝的控制策略和控制方案,并運用 Aspen Plus動力學模擬研究了的醚化反應精餾熱集成新工藝控制系統(tǒng)抗外界干擾的性能。研究表明醚化反應精餾熱集成新工藝控制系統(tǒng)具有良好的工藝過程參數(shù)、

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