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[发明专利]一种基于间歇过程的隔离壁精馏塔系统及其控制方法-CN202211450134.4在审
发明人：钱行;徐文涛;黄克谨;陈海胜;苑杨 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2022-11-19 - 公布日： 2023-03-07 - 主分类号： B01D3/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于间歇过程的隔离壁精馏塔系统及其控制方法。在间歇精馏中，对于间歇精馏来说，操作的灵活性和对进料波动的不敏感性使其非常有吸引力，然而，间歇精馏所需的热负荷远大于连续精馏所需的热负荷。隔离壁精馏塔是一种有前途的、实用的、能够实现节能减排的化工过程强化技术，本发明的思路是将隔壁塔技术应用于间歇精馏过程从而减少能耗。此外，还设计了对应的浓度控制系统以及温度控制系统。本发明极大程度上减少了间歇精馏过程的能量损耗和精馏时间，实现了良好的动态响应，为间歇隔离壁精馏塔工业化的实现提供了理论依据。
一种基于间歇过程隔离精馏塔系统及其控制方法

[发明专利]一种隔离壁精馏塔的浓度软测量方法-CN202010446679.2有效
发明人：钱行;黄克谨;陈海胜;苑杨;张亮 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2020-05-25 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种隔离壁精馏塔的浓度软测量方法，属于化工过程的软测量方法。这种集成了数据驱动模型的浓度软测量方法，在隔离壁精馏塔温度浓度串级控制的基础上增加了浓度软测量，从而通过对易检测变量的检测实现对产品浓度的预测。串级控制中内层采用比例积分控制进行隔离壁精馏塔灵敏板温度的控制；外层采用模型预测控制进行产品浓度的控制。利用本发明，充分利用易于检测的辅助变量，预测产品浓度，避免了实时在线检测浓度的高价格和长时延；充分利用比例积分控制和模型预测控制结合，实现隔离壁精馏塔的快速无差控制。
一种隔离精馏塔浓度测量方法

[发明专利]一种双反应段双隔壁塔的塔器-CN202110502527.4有效
发明人：姚现科;黄克谨;苑杨;钱行;陈海胜;张亮;王韶峰 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2021-05-08 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： B01D3/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种双反应段双隔壁塔的塔器，反应段双隔壁塔的塔器包括顶部隔离壁、底部隔离壁。顶部隔离壁左侧包括反应塔的精馏段和顶部反应段，顶部隔离壁右侧包括了分离塔的精馏段；底部隔离壁左侧包括了反应塔的提馏段和底部反应段，底部隔离壁右侧包括了分离塔的提馏段。顶部与底部隔离壁塔中间为公共段。对主反应为副反应为且反应选择性非常低的反应物系进行反应，并对反应生成的混合物进行分离。本发明结构具有极高的设计自由度，加强系统内部的能量耦合和物质耦合，提高反应的选择性，降低反应分离过程的能耗，实现高效反应分离，减少生产投入的目的。
一种反应隔壁

[发明专利]一种基于启发式算法解决隔离壁精馏塔设计问题的方法-CN202210532175.1在审
发明人：钱行;宋佳音;梁梦坤;苑杨;陈海胜;黄克谨 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2022-05-09 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于启发式算法解决隔离壁精馏塔设计问题的方法，属于化工设计领域，用于解决隔离壁精馏塔设计时关键参数确定的问题。具体采用基于在线Kriging模型改进的元胞粒子群优化方法(KCPSO)。通过引入在线Kriging模型辅助元胞粒子群的搜索，与仿真软件中的隔离壁精馏塔模型相配合，可以实现在较短的时间内找到最优解。采用本发明能够大大提高粒子群的收敛质量与收敛速度，有效解决隔离壁精馏塔设计问题，其结果可以作为隔离壁精馏塔设计的依据。
一种基于启发式算法解决隔离精馏塔设计问题方法

[发明专利]抑制四元级联副反应的双隔壁反应塔及其工艺-CN202110501779.5有效
发明人：陈鼎;黄克谨;陈海胜;苑杨;钱行 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2021-05-08 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： B01D3/00 文献下载
摘要：本发明公开了抑制四元级联副反应的双隔壁反应塔及其工艺，对于反应类型为主反应为副反应为的四元级联反应体系进行反应和分离，其中反应物A和B分别是最轻和较重的组分，主产物C和副产物D是较轻和最重的组分，应用双隔壁反应塔对其进行反应和分离。该工艺将传统反应精馏塔序列的一个反应精馏塔与两个常规精馏塔集成在一个塔中，并用两个隔板将塔分割为七分部分，将各部分之间的物质能量充分耦合。利用本发明可以在获得高纯度主产物的同时，极大提高选择性，有效的避免了返混现象的发生，从而减小了操作能耗，节约大量塔器，从而减小了设备费用，具有很高的经济性能。
抑制级联副反应隔壁反应及其工艺

[发明专利]一种双隔离壁反应精馏结构及设计方法-CN202110502526.X在审
发明人：杨宇;臧立静;黄克谨;苑杨;钱行;陈海胜 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2021-05-08 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： B01D3/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种双隔离壁反应精馏结构及设计方法，该结构能同时适用于最不利相对挥发度排序下的放热或吸热四元可逆反应。常规反应精馏结构虽克服了不利动力学特性导致的反应物无法紧密接触问题，但仍存在两个明显缺陷，一是均需后接一到两个常规精馏塔来确保反应操作和分离操作有效性，二是反应区间和分离区间物质与能量耦合欠缺。本发明通过引入隔离壁技术，提出了基于带有外部环流的反应精馏结构的双隔离壁反应精馏结构。该结构实现了将多塔合并为一塔，促进反应与分离区间物质能量充分耦合，大幅度降低操作能耗的有利效果。
一种隔离反应精馏结构设计方法

[发明专利]一种二元蒸馏塔温度控制系统及方法-CN202010233682.6有效
发明人：刘路;黄克谨;苑杨;钱行;陈海胜;张亮;王韶峰 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2020-03-30 - 公布日： 2021-07-20 - 主分类号： B01D3/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种二元蒸馏塔温度控制系统及方法，具有低、中、高三种产品浓度的二元蒸馏塔的温度推断控制系统的综合与设计问题。对于中和高产品浓度的二元蒸馏塔，灵敏度与稳态偏差最小方法均不能给出性能优良的温度推断控制系统。本发明提出了在精馏段对灵敏度和稳态偏差最小方法进行折衷，在提馏段选择温差作为被控变量的新方法。前者有助于实现被控塔板稳态特性与动态特性的平衡，后者能够回避提馏段压力变化的不利影响。对于中和高产品浓度的二元蒸馏塔十分有效；对于低产品浓度的二元蒸馏塔也优于灵敏度和稳态偏差最小方法。不仅稳态偏差减小的情况更多，而且被控产品浓度的动态偏差也有所减小。
一种二元蒸馏温度控制系统方法

[发明专利]一种基于非线性滤波的隔离壁精馏塔浓度软测量方法-CN202010446698.5有效
发明人：钱行;黄克谨;陈海胜;苑杨;张亮 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2020-05-25 - 公布日： 2021-06-08 - 主分类号： G01N33/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于非线性滤波的隔离壁精馏塔浓度软测量方法，采用非线性无迹卡尔曼滤波为集成了数据驱动模型的浓度软测量方法进行误差校正。当浓度检测器每2小时及以上检测一次时，误差校正器采用非线性无迹卡尔曼滤波进行误差校正；误差校正器还可以采用改进的非线性无迹卡尔曼滤波进行误差校正，其中改进之处在于将非线性无迹卡尔曼滤波进行误差校正时，当上一时刻校正浓度点Ck‑1的协方差Pk‑1矩阵不是正定矩阵时，使用其F‑范数上的最近对称正定矩阵代替Pk‑1，进行Cholesky分解。本发明解决了由于浓度检测间隔增加而导致的采用扩展卡尔曼滤波存在震荡的问题，实现了隔离壁精馏塔的快速无差控制。
一种基于非线性滤波隔离精馏塔浓度测量方法

[发明专利]应用外部环流反应蒸馏塔的反应工艺-CN201210045970.4无效
发明人： 黄克谨;陈海胜;张亮;王韶锋 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2012-02-24 - 公布日： 2012-08-01 - 主分类号： B01D3/14 文献下载
摘要：应用外部环流反应蒸馏塔的反应工艺，属于化工过程的反应工艺。对于反应进行反应和混合物分离，反应物A和B是最轻和最重的组分，产物C和D是较轻和较重的组分，若为放热反应，则应用顶部外部环流反应蒸馏塔进行反应和分离，反应段放置在蒸馏塔的底部；若为吸热反应，采用底部外部环流反应蒸馏塔进行反应和分离，反应段放置在蒸馏塔的顶部。利用本发明，可以充分利用反应热(可以是热量或冷量)，加强系统的内部物质耦合，提高反应的转化率，实现降低能耗的目的。
应用外部环流反应蒸馏工艺

[发明专利]外部/内部热耦合蒸馏塔的控制与优化方法-CN201110190641.4无效
发明人： 黄克谨;陈海胜;马江鹏;王韶锋;刘功勋;陈子栋;史政源 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2011-07-08 - 公布日： 2011-11-16 - 主分类号： B01D3/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种外部/内部热耦合蒸馏塔的控制与优化方法。对于外部热耦合蒸馏塔，其高压蒸馏塔与低压蒸馏塔保持恒压操作。低压蒸馏塔塔顶产品的质量由该塔的回流量进行控制。低压蒸馏塔塔底产品的质量由从低压蒸馏塔抽出到底部换热器中的流量进行控制。高压蒸馏塔塔底产品的质量由该塔的再沸器热负荷进行控制。高压蒸馏塔塔顶产品的质量由从低压蒸馏塔抽出到顶部换热器中的流量进行控制。对于内部热耦合蒸馏塔，其塔顶产品的质量由从提馏段抽出到顶部换热器中的流量进行控制。其塔底产品的质量由从提馏段抽出到底部换热器中的流量进行控制。本发明能在保证产品质量的前提下维持外部/内部热耦合蒸馏塔的平稳操作，同时处于最优的稳态操作条件。
外部内部耦合蒸馏控制优化方法

[实用新型]一种外部热耦合复合蒸馏塔的塔器-CN200920108415.5无效
发明人： 黄克谨;王芸;张星星;陈海胜;武国松;王韶锋 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2009-05-27 - 公布日： 2010-06-02 - 主分类号： B01D3/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及蒸馏塔的节能技术，具体为一种外部热耦合复合蒸馏塔的塔器及其控制工艺，应用于化工过程的综合与设计、能源的有效利用以及环境的保护等范畴。针对外部热耦合复合蒸馏塔的塔器难以在化工过程中实现这一问题，本实用新型提供一种新型的外部热耦合复合蒸馏塔的塔器，它利用三个外部热交换器近似高压蒸馏塔的精馏段与低压蒸馏塔的提馏段之间的热耦合作用，既巧妙地回避了外部热耦合结构难以实现这一问题，又保证了外部热耦合复合蒸馏塔的塔器具有很高的热力学效率。
一种外部耦合复合蒸馏

[实用新型]一种内部热耦合蒸馏塔的塔器-CN200920109403.4无效
发明人： 黄克谨;陈海胜;武国松;王芸;张星星;王韶锋 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2009-06-19 - 公布日： 2010-05-12 - 主分类号： B01D3/14 文献下载
摘要：本实用新型是一种内部热耦合蒸馏塔的塔器，该塔器仅利用三个外部换热器实现精馏段与提馏段之间的热耦合，一个外部换热器进行精馏段顶部与提馏段顶部之间的热量交换，以实现内部热耦合蒸馏塔的无外部回流操作。一个外部换热器进行精馏段底部与提馏段底部之间的热量交换，借以实现内部热耦合蒸馏塔的无外部回热操作。一个外部换热器进行精馏段中部与提馏段中部之间的热量交换，借以实现精馏段与提馏段之间的热耦合作用。本实用新型将换热器设置在精馏段和提馏段外面，使换热器的面积不再受到蒸馏塔工艺的限制，因而能够保证足够的换热面积。由于在精馏段顶部与提馏段底部设置有换热器，因而改善了蒸馏塔的操作弹性、动态特性和可控性。
一种内部耦合蒸馏

[发明专利]过程强化型反应蒸馏塔的设计方法-CN200910089568.4无效
发明人： 黄克谨;王韶锋 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2009-07-24 - 公布日： 2009-12-30 - 主分类号： B01D3/02 文献下载
摘要：本发明是过程强化型反应蒸馏塔的设计方法，属于化工过程的设计与制造，涉及提高反应蒸馏塔效率的方法。具体为针对反应蒸馏塔中反应操作和蒸馏操作之间的相互耦合的有效处理问题，提供了过程强化型反应蒸馏塔的设计方法，该方法根据反应热与反应混合物的汽化潜热的比率的三种情形，通过渐进性结构搜索方法和非线性优化方法确定相应强化过程来促进反应操作和蒸馏操作的内部物质耦合与内部能量耦合，最大幅度地降低系统的设备投资成本和操作费用，具有很高的热力学效率。可应用于化工过程的综合与设计、能源的有效利用以及环境的保护。
过程强化反应蒸馏设计方法

[发明专利]一种内部热耦合蒸馏塔的塔器及其控制工艺-CN200910087709.9无效
发明人： 黄克谨;陈海胜;武国松;王芸;张星星;王韶锋 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2009-06-19 - 公布日： 2009-12-09 - 主分类号： B01D3/14 文献下载
摘要：本发明是一种内部热耦合蒸馏塔的塔器及其控制工艺，该塔器仅利用三个外部换热器实现精馏段与提馏段之间的热耦合，一个外部换热器进行精馏段顶部与提馏段顶部之间的热量交换，以实现内部热耦合蒸馏塔的无外部回流操作。一个外部换热器进行精馏段底部与提馏段底部之间的热量交换，借以实现内部热耦合蒸馏塔的无外部回热操作。一个外部换热器进行精馏段中部与提馏段中部之间的热量交换，借以实现精馏段与提馏段之间的热耦合作用。本发明将换热器设置在精馏段和提馏段外面，使换热器的面积不再受到蒸馏塔工艺的限制，因而能够保证足够的换热面积。由于在精馏段顶部与提馏段底部设置有换热器，因而改善了蒸馏塔的操作弹性、动态特性和可控性。
一种内部耦合蒸馏及其控制工艺

[发明专利]一种外部热耦合复合蒸馏塔的塔器及其控制工艺-CN200910084908.4无效
发明人： 黄克谨;王芸;张星星;陈海胜;武国松;王韶锋 -专利权人：北京化工大学
申请日： 2009-05-27 - 公布日： 2009-10-21 - 主分类号： B01D3/00 文献下载
摘要：本发明涉及蒸馏塔的节能技术，具体为一种外部热耦合复合蒸馏塔的塔器及其控制工艺，应用于化工过程的综合与设计、能源的有效利用以及环境的保护等范畴。针对外部热耦合复合蒸馏塔的塔器难以在化工过程中实现这一问题，本发明提供一种新型的外部热耦合复合蒸馏塔的塔器，它利用三个外部热交换器近似高压蒸馏塔的精馏段与低压蒸馏塔的提馏段之间的热耦合作用，既巧妙地回避了外部热耦合结构难以实现这一问题，又保证了外部热耦合复合蒸馏塔的塔器具有很高的热力学效率。
一种外部耦合复合蒸馏及其控制工艺

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