精馏塔微正压控制方法的研究.pdfVIP

  摘 要 操作压力对精馏过程有着重要影响，它对精馏过程中的产品质量、分离效率、 操作成本等有重要影响。根据压力控制的机理可以将其控制方式分为能量平衡调 节及直接塔顶压力调节两种。在实际生产中，由于一些特殊物系接触空气易变质 或存在爆炸等特殊原因，因此需要进行微正压氮气保护以实现隔绝空气的操作目 的。针对这种情况，本文提出一种基于直接压力调节的微正压氮气充压控制方法， 以实现塔顶的微正压操作及提高对压力扰动的灵敏度。其中该控制系统主要由恒 压罐、正压罐、负压罐三部分组成，其中恒压罐与塔顶相连。 本文首先对调节过程中的调节原理及其流体流动过程进行研究及分析，并研 究了调节过程中正压罐、负压罐、恒压罐三者之间的压力大小与恒压罐压力偏差 之间的关系，并对该微正压控制系统在压力扰动的响应时间进行了研究。结果显 示控制系统在压力扰动下的响应时间小于1s，说明系统的灵敏度较高。 利用Fluent 软件对不同压差下的恒压罐及正压罐、负压罐的达到平衡所需的 时间进行模拟。结果表明在实验所涉及的压差下，恒压罐及正压罐、负压罐达到 平衡时间远远小于1s，说明这种直接调节塔顶压力的调节方式对压力扰动具有 极短的响应时间以及较高的灵敏度。 利用该压力控制系统对甲醇-水物系进行间歇精馏分离，结果表明本控制系统 在精馏过程中可以实现对塔顶压力控制。在实际生产中可以根据不同的物系选择 合适的恒压罐压力以及合适的正压罐、负压罐系数以便减少由于调节过程所带来 的恒压罐压力偏差系数。利用调节塔顶冷凝水流量的调节方式调节塔顶压力。结 果采用调节塔顶冷凝水流量的调节方式时达到预设压力时间一般大于30s，说明 本文所涉及的压力调节方式更为灵敏。 关键词： 微正压 流体流动 压力控制 精馏   ABSTRACT Operating pressure is an important variable in distillation process, which impacts on product quality, separation efficiency and operating costs. According to the pressure control mechanism, control methods can be classified into two categories; one is based on energy balance, the other is by directly controlling the top pressure of column. In practical work, some particular material can be perishable and explosive when exposed to air, so positive pressure nitrogen protection is need to isolate the particular material from the air. In order to solve this problem, a method of nitrogen charging system was proposed as a slightly positive pressure control method for distillation. The control system consists of three parts, a constant pressure tank, a positive pressure tank and a negative pressure tank, and the constant pressure tank is connected to the top of distillation column. Fi