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醋酸脱水共沸精馏过程模拟与优化

作　者: 许周凯
导　师: 李绍军
学　校: 华东理工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 醋酸脱水非均相共沸精馏流程模拟多稳态动态控制
分类号: TQ028.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文以PTA生产过程中的醋酸脱水塔为研究对象,利用流程模拟软件Aspen Plus和Aspen Dynamics对含杂质的醋酸脱水共沸精馏过程中的稳态计算、多稳态分析和智能控制等关键问题进行了研究。首先通过灵敏度分析模拟醋酸脱水塔的稳态情况,研究醋酸脱水共沸精馏过程稳态模拟的调节方法,改变进料流量与进料组成,调节水相回流和酯相回流使系统保持所需稳态。根据所得数据拟合进料流量与水相回流以及进料组成与水相回流的关系。同时还模拟了相同进料下,改变回流比对系统的影响,确定了满足工况所需的回流比范围。即同时改变水相回流和酯相回流,使塔顶和塔釜的各组分浓度保持不变。其次在稳态模型基础上通过相图分析及模拟计算研究不同进料情况下对应的水相回流,并提出了一种控制水相回流的专家控制方法。通过Aspen Dynamics对该模型进行动态模拟仿真,接着对该醋酸脱水系统进了灵敏性分析,并且在动态模拟中实现了该专家控制方法,通过阶跃扰动测试表明该专家控制方法具有较好动态控制效果,增强了系统的抗干扰能力。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-18
  1.1 课题背景  9
  1.2 醋酸脱水共沸精馏的研究现状  9-11
  1.3 PTA生产工艺简介  11
  1.4 共沸精馏  11-13
    1.4.1 共沸剂的选择  12
    1.4.2 其它分离方法  12-13
  1.5 流程模拟软件  13-15
  1.6 醋酸脱水共沸精馏过程模拟  15-17
  1.7 本文研究的主要内容  17-18
第二章醋酸脱水共沸精馏稳态过程模拟  18-26
  2.1 物性分析  18-20
  2.2 剩余曲线分析  20-21
  2.3 醋酸脱水共沸精馏过程模拟  21-24
    2.3.1 稳态模型调节的具体方法  21-24
  2.4 醋酸脱水共沸精馏稳态模拟结果及其分析  24-25
  2.5 小结  25-26
第三章醋酸脱水共沸精馏的多稳态研究  26-36
  3.1 酯相回流对醋酸脱水共沸精馏系统的影响  26-28
  3.2 水相回流对醋酸脱水共沸精馏系统的影响  28-30
  3.3 水回流与酯回流同时改变对精馏系统的影响  30-35
  3.4 小结  35-36
第4章醋酸脱水共沸精馏水相回流研究  36-49
  4.1 相图分析  36-37
  4.2 水相回流专家控制系统的模拟与分析  37-43
    4.2.1 水相回流控制方法设计的理论分析  38-40
    4.2.2 水相回流控制方法设计的实际模拟  40-43
  4.3 专家控制系统的设计方案  43-48
    4.3.1 专家控制系统的基本原理与结构  45-46
    4.3.2 专家控制系统的设计  46-48
  4.4 小结  48-49
第5章醋酸脱水共沸精馏过程的动态模拟与优化  49-63
  5.1 动态模型的建立  49-50
  5.2 动态响应过程  50-56
  5.3 水相回流的专家控制  56-62
  5.4 小结  62-63
第6章总结与展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
作者在攻读硕士学位期间获得的专利  69

醋酸脱水共沸精馏过程模拟与优化

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