[发明专利]非均相共沸精馏醋酸脱水塔的控制方法

摘要

本发明涉及一种非均相共沸精馏醋酸脱水塔的控制方法，应用平衡级概念建立多组分分离过程的模型，在此基础上对该醋酸脱水非均相共沸精馏过程进行动态数学建模；通过Aspen Plus软件建立PTA生产过程中的醋酸脱水系统的动态机理模型，要求该模型能够很好地描述精馏塔的实时参数；通过对塔板的灵敏度分析，进料的扰动对精馏塔的影响，设计合适的精馏塔的控制方式，使得在进料出现扰动的情况下，脱水系统的产品的质量分数能够达到设计要求；通过Aspen Dynamics的动态模拟仿真，利用稳态时的灵敏度分析，设置关键的控制器，分析比较不同的控制方式的性能，得出更优的控制方式。为塔内的操作优化提供更为准确的借鉴意见。

主权项

1.一种非均相共沸精馏醋酸脱水塔的控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)、工业精对苯二甲酸装置包括醋酸脱水塔C‑1，PX回收塔C‑2、倾析器D‑1以及共沸剂NPA回收塔C‑3四个主要部件，按工艺流程及要求添加分流器、泵，以及各塔进料流股、出料流股、连接流股、循环流股物流模块，醋酸脱水塔C‑1内部自上而下排序由n块塔板分层，最上面一层为塔顶，最下一层为塔釜，层数即为级数，共为n+1级；醋酸脱水塔C‑1是对存在五元混合体系的醋酸溶液进行共沸精馏，内部存在汽液液三相，醋酸脱水塔C‑1为多级多组分的连续三相精馏塔，对醋酸脱水塔C‑1建立数学稳态模型；根据已建立的数学稳态模型，加入时间变量进行动态建模，建立出平衡级动态模型；2)、在醋酸脱水塔C‑1的数学稳态模型的基础上，添加进和出阀门，设定阀门压降，保证足够的压降来控制流量的大小；3)、通过Aspen Plus模拟计算出塔径，并设置相应的水力学参数，确定塔板高度和塔釜尺寸，与步骤2)得出的数学稳态模型相结合，导出动态模型；4)、寻找塔内的温度灵敏板，在操作变量微小扰动的情况下，动态模拟，寻找醋酸脱水塔C‑1内塔板温度变化最明显的那块塔板，以控制该块塔板来达到控制塔内整体温度的目的，当塔内温度确定，塔内压力稳定的情况下，就可以确定塔内不同高度的组分；5)、设置塔顶压力控制器、塔釜液位控制器、塔釜流量控制器的控制方式及参数，以及各个控制器上的死区时间；6)、CS1控制策略为用回流R1流量来控制塔内温度灵敏板，剩下的各流股进料统一均采用流量控制器，针对含水量最高的进料F1流量和塔釜再沸器加热量的比例添加一个比例控制器控制；7)、CS2控制策略将步骤6)中CS1策略的比例控制器改为一个塔釜再沸器加热量对塔底馏出醋酸的浓度控制的比例控制器；8)、在稳态运行两小时后，采用CS1和CS2控制策略，分别对不同进料采取±5％的质量流量的扰动，将得到的脱水塔不同参数的动态响应进行对比分析，得到两个控制策略中更加合适的控制策略。