反應精餾法生產(chǎn)碳酸甲乙酯工藝的設計與控制.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了反應精餾生產(chǎn)碳酸甲乙酯工藝的設計與控制。選用合適的催化劑乙醇鈉，完善了工藝流程，采用無限稀釋相對揮發(fā)度法篩選萃取劑，對共沸物中的碳酸二甲酯與萃取劑的循環(huán)利用。選取合適的熱力學模型與動力學方程，運用Aspen plus化工模擬軟件對工藝過程進行穩(wěn)態(tài)模擬。探討了反應精餾塔進料配比、萃取劑循環(huán)量與循環(huán)溫度以及各塔進料位置的影響。然后通過嚴格計算法，以年總費用為目標函數(shù)，對工藝流程進行了經(jīng)濟優(yōu)化，最終工藝條件下，全年總費用138萬

2、美元，并實現(xiàn)了主產(chǎn)品碳酸甲乙酯與副產(chǎn)品碳酸二乙酯的聯(lián)合生產(chǎn)，碳酸甲乙酯2.01萬噸/年，碳酸二乙酯0.75萬噸/年，兩種產(chǎn)品質量分數(shù)都達到99.8％。
　　通過塔板溫度與操作變量的穩(wěn)態(tài)增益矩陣分析與奇異值分解判據(jù)，得到精餾塔的控溫板，然后利用Aspen Dynamics對碳酸甲乙酯工藝進行動態(tài)模擬。對工藝建立四種不同的控制結構，引入進料流量和進料組成波動，檢驗控制結構的動態(tài)抗干擾能力，考察了幾種溫度控制結構的優(yōu)缺點。首先建立了獨立

3、控制結構CS1，發(fā)現(xiàn)擾動發(fā)生后控溫板溫度波動范圍較大，恢復時間較長，控制效果不理想。建立前饋控制結構CS2，采用溫度控制器和塔釜再沸器熱負荷與進料流量比例（QR/F）串級控制，回流量引入進料或上一進料比例前饋控制，有效減弱了精餾塔內水力學滯后性，進料流量擾動時，控溫板波動幅度明顯減小。綜合控制結構CS1與CS2提出關聯(lián)控制結構CS3，控溫板溫度波動更小，控制響應及時，恢復時間更快，但產(chǎn)品純度不能恢復設定值。建立溫差控制結構CS4，補償精