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分壁精馏塔(DWC)分离BTX工业原料中试温度控制开车过程

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石油学报（石油加工） 2018年第5期34卷 929-941页

作者：吴昊沈本贤华涛邱洁凌昊华东理工大学化学工程联合国家重点试验室上海200237

分壁精馏塔(Divided wall column,DWC)是典型的化工强化设备,其具有明显的节能和节约设备投资的优势。复杂的动态开车过程给DWC的广泛应用带来了难度。在本研究中,以DWC分离BTX工业原料中试装置为研究对象,利用Aspen Dynamics对温度控... 详细信息

分壁精馏塔(Divided wall column,DWC)是典型的化工强化设备,其具有明显的节能和节约设备投资的优势。复杂的动态开车过程给DWC的广泛应用带来了难度。在本研究中,以DWC分离BTX工业原料中试装置为研究对象,利用Aspen Dynamics对温度控制开车过程进行了模拟,并进行了中试考察。首先,通过模拟考察了使用精馏段、侧线段、提馏段和预分馏段温度控制回路进行开车的可行性;然后,对使用温度控制回路的开车过程进行实验验证。结果表明,温度控制开车过程结束时,全塔的组成分布与稳态连续平稳运行时的全塔组成分布吻合度非常高,说明利用温度控制回路执行开车过程可行。

关键词：分壁精馏塔工业芳烃分离温度控制开车

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分壁精馏塔分离芳烃的温差控制

石油学报（石油加工） 2016年第1期32卷 88-100页

作者：吴昊沈本贤蔺锡钰杨剑凌昊华东理工大学化学工程联合国家重点试验室上海200237

与传统精馏塔相比,分壁精馏塔（DWC）具有明显的节能和节约设备投资的优势,但是其控制方法较复杂,主要原因在于DWC多个控制回路的相互耦合,且多元物系的塔板温度与塔板组成也非一一对应。在组分控制的基础上,采用Aspen Dynamic模拟DWC... 详细信息

与传统精馏塔相比,分壁精馏塔（DWC）具有明显的节能和节约设备投资的优势,但是其控制方法较复杂,主要原因在于DWC多个控制回路的相互耦合,且多元物系的塔板温度与塔板组成也非一一对应。在组分控制的基础上,采用Aspen Dynamic模拟DWC分离苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯四组分体系动态过程,提出了温度控制和温差控制方法,并考察了这两种控制方法的控制效果。结果表明,当进料流量和组成发生±10%波动后,利用温度控制,各产品纯度的最大波动范围为0.985-0.995,而温差控制的各产品纯度最大波动范围为0.988-0.992;当塔压发生波动时,温差控制和温度控制的各产品纯度最大波动范围分别为0.9885-0.9915和0.980-0.996。温差控制效果明显优于温度控制。

关键词：分壁精馏塔芳烃精馏动态控制温差控制

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分壁精馏塔分离芳烃的稳态及动态研究

化工学报 2014年第10期65卷 3993-4003页

作者：杨剑沈本强蔺锡钰吴昊凌昊化学工程联合国家重点实验室(华东理工大学) 上海200237

采用分壁精馏塔(DWC)严格稳态模型,对比苯、甲苯、二甲苯以及均三甲苯四组分混合物的常规分离和分壁精馏塔分离方法,稳态分析结果表明:直接序列分壁精馏塔流程较常规三塔分离序列可减小再沸器负荷18.9%,年度总成本TAC可降低13.0%,DWC有... 详细信息

采用分壁精馏塔(DWC)严格稳态模型,对比苯、甲苯、二甲苯以及均三甲苯四组分混合物的常规分离和分壁精馏塔分离方法,稳态分析结果表明:直接序列分壁精馏塔流程较常规三塔分离序列可减小再沸器负荷18.9%,年度总成本TAC可降低13.0%,DWC有效避免了常规塔器分离过程中中间组分的返混现象。在Aspen Dynamic环境下对最优序列进行组分控制,结果表明组分控制可很好地应对进料流量和组分组成波动。

关键词：分壁精馏塔芳烃精馏稳态动态控制模拟

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分壁精馏塔分离五元体系的稳态及动态研究

石油化工 2018年第8期47卷 827-834页

作者：华涛邱洁何桂春伍祥凌昊华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

分壁精馏塔(DWC)可在一个塔内实现多元混合物的高效分离,以甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和正戊醇五元体系为研究对象,考察了由一个常规塔和Kaibel分壁精馏塔组合(CKDWC)和强化的分壁精馏塔(EDWC)的分离规律。建立并优化了CKDWC和EDWC的... 详细信息

分壁精馏塔(DWC)可在一个塔内实现多元混合物的高效分离,以甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和正戊醇五元体系为研究对象,考察了由一个常规塔和Kaibel分壁精馏塔组合(CKDWC)和强化的分壁精馏塔(EDWC)的分离规律。建立并优化了CKDWC和EDWC的严格稳态精馏模型,在Aspen Dynamic环境下考察了组分控制结构在应对进料流量和组成发生±10%波动时的控制效果。稳态研究结果表明,DWC在应用于五元混合物的分离过程中具有节能优势,EDWC可在一个塔内对五组分体系进行高纯度分离,与常规分离序列相比可节省再沸器负荷38.6%,与CKDWC相比可节省再沸器负荷20.9%;EDWC在预分馏段实现丙醇和丁醇的清晰分割,在中间段实现甲醇和丙醇的清晰分割。动态研究结果表明,组分控制策略在应对进料流量及组成发生±10%的波动时具有良好的控制效果。

关键词：分壁精馏塔五元体系稳态动态控制模拟

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分壁精馏塔分离BTX开车过程的动态模拟

石油化工 2018年第2期47卷 109-114页

作者：吴昊沈本贤华涛邱洁凌昊华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室上海200237

以苯、甲苯和二甲苯(BTX)工业芳烃原料为研究对象,在Aspen Dynamics软件中建立了分壁精馏塔的组分控制开车模拟方法,利用动态严格精馏模型的控制参数模拟了组分控制回路开车的全过程。实验结果表明,采用分壁精馏塔的组分控制开车模拟的... 详细信息

以苯、甲苯和二甲苯(BTX)工业芳烃原料为研究对象,在Aspen Dynamics软件中建立了分壁精馏塔的组分控制开车模拟方法,利用动态严格精馏模型的控制参数模拟了组分控制回路开车的全过程。实验结果表明,采用分壁精馏塔的组分控制开车模拟的方法可以很好地模拟分壁精馏塔开车过程;组分控制回路进行开车需要经历再沸器加热控制回路主导阶段、分液比控制回路主导阶段和系统自平衡阶段,在最后阶段,全塔温度在小范围内波动且最终趋于稳定,产品纯度也逐渐逼近设定值;利用组分控制回路能够成功实现分壁精馏塔的自动开车。

关键词：分壁精馏塔工业芳烃开车组分控制

分壁精馏塔分离石脑油芳烃抽提原料的模拟研究

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石油炼制与化工 2015年第8期46卷 54-60页

作者：高景山杨剑张英凌昊中国石化抚顺石油化工研究院辽宁抚顺113001 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室

建立了石脑油芳烃抽提原料的分类集总,通过分壁精馏塔的严格稳态模拟,确定了塔的结构参数和工艺操作条件,实现了塔顶产品中苯质量分数小于1%、侧线采出比不大于75%、侧线中间组分（C6~C8）质量收率99%的分离目标。在Aspen Dynamic环境... 详细信息

建立了石脑油芳烃抽提原料的分类集总,通过分壁精馏塔的严格稳态模拟,确定了塔的结构参数和工艺操作条件,实现了塔顶产品中苯质量分数小于1%、侧线采出比不大于75%、侧线中间组分（C6~C8）质量收率99%的分离目标。在Aspen Dynamic环境下构建分壁精馏塔动态控制模型,三回路温度控制方案研究结果表明,分壁精馏塔可以很好地完成目标产品的分离,带有前馈的温度控制策略可很好地应对进料组成的波动,所需稳定时间较短,稳定后的产品质量符合分离要求。

关键词：分壁精馏塔芳烃抽提原料分离稳态模拟动态控制

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分壁精馏塔分离四元醇体系的实验及模拟研究

分壁精馏塔分离四元醇体系的实验及模拟研究

作者：何桂春华东理工大学

学位级别：硕士

分壁精馏塔（Divided-Wall Column,DWC）可用于分离多元混合物,其中KDWC（Kaibel Divided-Wall Column）和ADWC（Agrawal Divided-Wall Column）可实现四组分混合物的高纯度分离,较常规工艺具有能耗和投资成本优势,具备重大的工业应用... 详细信息

分壁精馏塔（Divided-Wall Column,DWC）可用于分离多元混合物,其中KDWC（Kaibel Divided-Wall Column）和ADWC（Agrawal Divided-Wall Column）可实现四组分混合物的高纯度分离,较常规工艺具有能耗和投资成本优势,具备重大的工业应用价值。为验证KDWC工业应用可行性,本文首先以甲醇-乙醇-正丙醇-正丁醇（MEPB）四元混合物为研究对象,在稳态模拟基础上设计KDWC小试实验装置,采用SIMATIC S7-300及上位机WinCC软件进行PLC编程组态,建立实验装置的温度、压力监控系统及操作变量控制系统。将KDWC稳态实验分为全回流、间歇精馏及连续精馏三个阶段,并与同工况条件下的模拟结果进行对比,结果表明:两者具有良好的一致性,产品的分离纯度可达到90mol.%的设计要求,侧线产品中轻重杂质比例与模拟结果略有偏差。在此基础上调用Step 7内置功能块FB58建立4×4温度控制结构,开展动态实验研究,考察进料组分发生±20%波动后KDWC的分离效果,结果表明4×4温度控制结构能够实现对KDWC的稳定控制,产品纯度介于88.17mol.%～93.99mol.%之间,误差在-2%～+4%以内。随后论文对ADWC进行了模拟研究,产品设计纯度为99mol.%,考察了三种不同进料区域ADWC的分离效果,并与相同分离条件下的KDWC进行对比,结果表明:不同进料区域的ADWC在能耗及总年成本（TAC）上均优于KDWC,最优条件下再沸器负荷QR可减小12.28%,TAC降低约7.41%。最后根据ADWC的稳态特性,对ADWC的动态控制方案进行考察,在Aspen Dynamics中建立5×5的组分控制结构、温度控制结构和温度-组分混合控制结构,结果表明,三种控制结构均有良好的控制效果,其中温度-组分混合控制结构既能避免控制过程中产品纯度偏差值过大,又能提高系统应对扰动的能力,实现进料流量或组分发生±20%扰动后全塔的稳定控制。

关键词：分壁精馏塔四元醇混合物动态实验模拟

分壁精馏塔分离对二甲苯吸附抽出液的工艺分析

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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现代化工 2013年第6期33卷 117-120,122页

作者：郭艳姿中国石化上海石油化工研究院上海201208

分壁精馏塔具有投资少、能耗低的优点。以芳烃联合装置中的吸附抽出液分离为例,采用ASPEN软件进行模拟计算,考察了分壁精馏塔的各段理论板数、气液相分配比、回流比、进出料位置对分离结果的影响。结果表明,在分壁精馏塔的理论板数为80... 详细信息

分壁精馏塔具有投资少、能耗低的优点。以芳烃联合装置中的吸附抽出液分离为例,采用ASPEN软件进行模拟计算,考察了分壁精馏塔的各段理论板数、气液相分配比、回流比、进出料位置对分离结果的影响。结果表明,在分壁精馏塔的理论板数为80～90、分壁段的理论板数为40～50、公共精馏段和公共提馏段的理论板数为15～20、进料位置为进料段的第15～25块理论板、侧线采出位置为侧线产品段的第25～30块理论板、回流比为100～110、气相分配比为0.85～1.75、液相分配比为0.5～0.9的条件下,分离得到的甲苯、对二甲苯、对二乙苯的纯度均不低于99.9%;在相同的产品质量和收率下,采用分壁精馏塔较现有的两塔分离工艺总能耗降低22.02%,具有明显的节能优势。

关键词：分壁精馏塔吸附抽出液分离对二甲苯甲苯对二乙苯节能

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分壁精馏塔分离醇多元体系的模拟及实验研究

分壁精馏塔分离醇多元体系的模拟及实验研究

作者：华涛华东理工大学

学位级别：硕士

分壁精馏塔(Divided wall column,DWC)可在单个精馏塔内实现多组分混合物的高效分离。KDWC(Kaibel DWC)可实现四组分混合物的清晰分割,EDWC(Extended DWC)可实现五组分体系的高纯度分离。本文首先以KDWC分离甲醇/乙醇/正丙醇/正丁醇的... 详细信息

分壁精馏塔(Divided wall column,DWC)可在单个精馏塔内实现多组分混合物的高效分离。KDWC(Kaibel DWC)可实现四组分混合物的清晰分割,EDWC(Extended DWC)可实现五组分体系的高纯度分离。本文首先以KDWC分离甲醇/乙醇/正丙醇/正丁醇的混合物为研究对象,目标产品纯度为90mol.%。严格稳态模拟结果表明,KDWC较常规三塔分离方案可节能40.8%。在稳态模拟的基础上设计相应的小试实验装置,采用西门子S7-300系统中的WinCC及STEP7软件进行PLC编程组态设计精馏塔的温度、压力监控系统。按照全回流、间歇精馏和进料平衡三个阶段进行KDWC的开车。稳态实验结果表明:实验值和严格稳态模拟结果具有良好的一致性,产品的分离纯度可达到90mol.%的设计要求;上侧线中甲醇杂质含量实验值略高于模拟值,下侧线中丁醇杂质含量实验值略低于模拟值。进料组成变化实验结果表明,KDWC可在分液比恒定的情况下实现进料组成±20%变化的平稳控制,产品纯度处于88.6～92.6mol.%之间。论文随后对五元醇体系进行了模拟研究,五组产品的设计纯度均为99mol.%,考察了串联形式的CKDWC及两隔板的EDWC的分离效果。CKDWC由一个常规塔和一个KDWC组成,和常规分离序列相比,CKDWC可节省再沸器负荷22.4%,EDWC可节省38.6%。EDWC在预分馏段首先进行丙醇和丁醇的分离,在中间段进行甲醇和丙醇的分离。主塔段除塔顶及塔釜产品采出外,同时设置三条侧线分别采出乙醇/丙醇/丁醇三组产品。最后对CKDWC和EDWC的控制方案进行考察,结果表明,组分控制结构可以实现CKDWC及EDWC进料流量及组成±10%波动的平稳控制,CKDWC稳定后的产品纯度均在98.80～99.08mol.%之间,EDWC稳定后的产品纯度在98.88～99.10mol.%之间。

关键词：分壁精馏塔四组分五组分模拟实验