第1章精餾塔動態特性與控制方法1



1.1精餾塔控制原則1



1.2精餾塔的擾動分析2



1.2.1精餾塔動態特性2



1.2.2精餾塔動態影響2



1.3精餾塔被控變量分析3



1.3.1組成控制3



1.3.2溫度控制3



1.3.3控制器調諧5



1.3.4中繼反饋測試5



1.4精餾塔整體控制方案6



1.4.1基礎控制6



1.4.2質量指標反饋6



1.4.3雙重質量指標8



1.4.4精餾塔塔壓控制9



1.4.5高級控制繫統在精餾控制中的應用11



參考文獻13



第2章變壓精餾分離流程的開發步驟與方案實例14



2.1變壓精餾分離流程穩態優化設計15



2.1.1高壓塔（HPC）、低壓塔（LPC）塔壓的確定15



2.1.2塔序列的確定16



2.1.3建立變壓精餾工藝流程16



2.1.4穩態流程優化19



2.2由穩態模擬轉換為動態模擬21



2.2.1流程設置21



2.2.2確定設備尺寸22



2.3導入Aspen Plus Dynamics26



2.3.1Aspen Plus Dynamics的啟動與初始化26



2.3.2Aspen Plus Dynamics默認控制器28



2.4無熱集成變壓精餾分離流程的控制研究29



2.4.1回流罐液位控制器30



2.4.2塔釜液位控制器33



2.4.3進料流量控制器35



2.5安裝溫度控制器37



2.5.1安裝塔板溫度控制器37



2.5.2捕捉屏幕布局40



2.5.3安裝40



2.5.4中繼-反饋測試41



2.6帶有回流比的控制結構46



2.6.1安裝回流比控制46



2.6.2進料流量擾動48



2.6.3進料組成擾動52



2.7采用再沸器熱負荷與進料比控制溫度的控制結構54



2.7.1安裝控制結構54



2.7.2進料流量擾動58



2.7.3進料組成擾動60



2.8組成-溫度串級控制62



2.8.1安裝組成控制器並調諧62



2.8.2進料流量擾動64



2.8.3進料組成擾動65



2.8.4Matlab繪制進料流量擾動圖65



2.8.5Matlab繪制進料組成擾動圖71



2.9部分熱集成變壓精餾分離流程的控制研究77



2.9.1基本溫度控制結構77



2.9.2改進的組成-溫度控制結構79



2.10完全熱集成變壓精餾分離流程的控制研究82



2.10.1基本控制結構82



2.10.2壓力補償溫度控制結構84



2.10.3改進的壓力補償溫度控制結構87



2.11不同進料組成對變壓精餾塔序及動態控制的影響90



2.11.1穩態流程優化90



2.11.2用於不同進料組成的變壓精餾方案討論93



參考文獻95



第3章萃取精餾分離共沸物96



3.1正庚烷-異丁醇共沸物分離的萃取精餾工藝穩態設計及動態控制96



3.1.1基於TAC小的穩態流程優化96



3.1.2動態控制研究99



3.2THF-乙醇共沸物分離的萃取精餾工藝穩態設計及動態控制109



3.2.1過程穩態優化109



3.2.2過程動態控制110



參考文獻116



第4章變壓精餾分離共沸物117



4.1乙腈-正丙醇共沸物分離的變壓精餾工藝穩態設計及動態控制117



4.1.1過程設計117



4.1.2過程優化118



4.1.3動態控制研究120



4.2乙醇-四氫呋喃共沸物分離的變壓精餾工藝穩態設計及動態控制129



4.2.1流程設計與優化129



4.2.2動態控制研究132



4.2.3部分熱集成(PHIPSD)與萃取精餾(ED)過程比較141



4.2.4不同進料組成的部分熱集成工藝過程比較142



參考文獻146



第5章分離共沸物繫的精餾隔壁塔148



5.1分離乙腈-正丙醇物繫萃取精餾隔壁塔的優化設計與控制149



5.1.1過程設計149



5.1.2過程優化150



5.1.3萃取精餾隔壁塔動態控制研究150



5.2分離正丙醇-水物繫的共沸精餾隔壁塔的過程設計及控制研究161



5.2.1過程設計161



5.2.2靈敏度分析及經濟優化162



5.2.3共沸精餾隔壁塔的動態控制研究168



參考文獻175



第6章特殊共沸特性的共沸物變壓精餾分離177



6.1變壓精餾過程設計與優化179



6.1.1過程設計179



6.1.2優化179



6.2變壓精餾過程的動態控制研究184



6.2.1常規變壓精餾過程的動態控制184



6.2.2非常規變壓精餾過程的動態控制190



6.3兩種過程的比較193



參考文獻194



第共沸物的變壓精餾分離195



7.1基礎設計195



7.1.1物性方法195



7.1.2經濟優化196



7.2三塔變壓精餾工藝分離過程196



7.2.1利用剩餘曲線圖進行過程分析196



7.2.2壓力確定196



7.2.3優化199



7.3分離序列的確定201



7.4熱集成過程設計206



7.4.1部分熱集成206



7.4.2完全熱集成208



7.5動態控制研究208



7.5.1無熱集成流程控制209



7.5.2部分熱集成流程的控制215



7.5.3完全熱集成三塔變壓精餾流程的控制220



7.5.4比較222



參考文獻224



第8章二氧化碳捕集225



8.1穩態流程225



8.1.1流程設計225



8.1.2物性方法選擇226



8.2動態模擬和控制策略228



8.2.1基礎控制結構228



8.2.2改進控制結構230



參考文獻233



第物繫的間歇精餾分離234



9.1帶有中間儲罐的間歇精餾過程的穩態計算234



9.2間歇精餾的動態控制236



9.2.1間歇精餾初始條件設置236



9.2.2組成控制結構236



9.2.3溫度控制結構240



9.2.4控制結構的比較248



參考文獻249



第10章醋酸丁酯生產工藝的優化設計與控制250



10.1穩態工藝設計250



10.1.1工藝流程250



10.1.2反應動力學251



10.1.3氣液相平衡251



10.1.4流程設計規定252



10.2過程經濟優化253



10.2.1優化方法253



10.2.2優化過程253



10.2.3無熱集成工藝優化253



10.2.4部分熱集成工藝優化256



10.2.5完全熱集成工藝優化257



10.3全流程動態控制研究258



10.3.1無熱集成流程動態控制258



10.3.2部分熱集成流程動態控制277



參考文獻284