[發明專利]非均相共沸精餾醋酸脫水塔的控制方法

在審

• 申請號: 201811375657.0
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109438224A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 黃秀輝;王俊;李澤秋
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C07C53/08
• 分類號: C07C53/08;C07C51/46;G05B13/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐穎

1.一種非均相共沸精餾醋酸脫水塔的控制方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)、工業精對苯二甲酸裝置包括醋酸脫水塔C-1，PX回收塔C-2、傾析器D-1以及共沸劑NPA回收塔C-3四個主要部件，按工藝流程及要求添加分流器、泵，以及各塔進料流股、出料流股、連接流股、循環流股物流模塊，醋酸脫水塔C-1內部自上而下排序由n塊塔板分層，最上面一層為塔頂，最下一層為塔釜，層數即為級數，共為n+1級；醋酸脫水塔C-1是對存在五元混合體系的醋酸溶液進行共沸精餾，內部存在汽液液三相，醋酸脫水塔C-1為多級多組分的連續三相精餾塔，對醋酸脫水塔C-1建立數學穩態模型；

根據已建立的數學穩態模型，加入時間變量進行動態建模，建立出平衡級動態模型；

2)、在醋酸脫水塔C-1的數學穩態模型的基礎上，添加進和出閥門，設定閥門壓降，保證足夠的壓降來控制流量的大??；

3)、通過Aspen Plus模擬計算出塔徑，并設置相應的水力學參數，確定塔板高度和塔釜尺寸，與步驟2)得出的數學穩態模型相結合，導出動態模型；

4)、尋找塔內的溫度靈敏板，在操作變量微小擾動的情況下，動態模擬，尋找醋酸脫水塔C-1內塔板溫度變化最明顯的那塊塔板，以控制該塊塔板來達到控制塔內整體溫度的目的，當塔內溫度確定，塔內壓力穩定的情況下，就可以確定塔內不同高度的組分；

5)、設置塔頂壓力控制器、塔釜液位控制器、塔釜流量控制器的控制方式及參數，以及各個控制器上的死區時間；

6)、CS1控制策略為用回流R1流量來控制塔內溫度靈敏板，剩下的各流股進料統一均采用流量控制器，針對含水量最高的進料F1流量和塔釜再沸器加熱量的比例添加一個比例控制器控制；

7)、CS2控制策略將步驟6)中CS1策略的比例控制器改為一個塔釜再沸器加熱量對塔底餾出醋酸的濃度控制的比例控制器；

8)、在穩態運行兩小時后，采用CS1和CS2控制策略，分別對不同進料采取±5％的質量流量的擾動，將得到的脫水塔不同參數的動態響應進行對比分析，得到兩個控制策略中更加合適的控制策略。

2.根據權利要求1所述非均相共沸精餾醋酸脫水塔的控制方法，其特征在于，所述步驟1)中平衡級動態模型采用平衡級概念來求解，將精餾塔內再沸器方程、冷凝器方程、塔內的物性方程與各級MESH方程聯立從而解出所求各變量，MESH方程為質量平衡方程M、相平衡方程E、歸一方程S及熱量平衡方程H。

3.根據權利要求1或2所述非均相共沸精餾醋酸脫水塔的控制方法，其特征在于，所述步驟3)模擬計算出塔徑并設置相應的水力學參數后，在塔的水利學參數設置上選擇Simplepacking選項，計算出理論塔板高度，塔釜尺寸以塔釜內流量占總容積的50％并維持5分鐘為基準，設備長徑比為2，計算出塔釜尺寸。

4.根據權利要求3所述非均相共沸精餾醋酸脫水塔的控制方法，其特征在于，所述步驟4)采用開環靈敏度分析尋找塔內的溫度靈敏板，在回流R1流量擾動±0.01％引起的每個塔板的溫度變化，確定溫度響應最大的為靈敏板。

5.根據權利要求4所述非均相共沸精餾醋酸脫水塔的控制方法，其特征在于，所述步驟5)塔頂壓力控制器設定為比例積分控制器，其增益Kc1選擇默認值20％，積分時間為12min；塔釜液位控制器設定為比例控制器，其增益Kc2選擇默認值10％；塔釜流量控制器設定為比例積分控制器，其增益Kc3與積分時間分別設定為1％和20min；采用R1回流流量控制靈敏板溫度，死區時間_1設為1min，塔釜再沸器的熱量控制塔底醋酸濃度，塔釜組分控制器死區時間_2設為3min。