[发明专利]非均相共沸精馏醋酸脱水塔的控制方法

权利要求书

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。

2.根据权利要求1所述非均相共沸精馏醋酸脱水塔的控制方法，其特征在于，所述步骤1)中平衡级动态模型采用平衡级概念来求解，将精馏塔内再沸器方程、冷凝器方程、塔内的物性方程与各级MESH方程联立从而解出所求各变量，MESH方程为质量平衡方程M、相平衡方程E、归一方程S及热量平衡方程H。

3.根据权利要求1或2所述非均相共沸精馏醋酸脱水塔的控制方法，其特征在于，所述步骤3)模拟计算出塔径并设置相应的水力学参数后，在塔的水利学参数设置上选择Simplepacking选项，计算出理论塔板高度，塔釜尺寸以塔釜内流量占总容积的50％并维持5分钟为基准，设备长径比为2，计算出塔釜尺寸。

4.根据权利要求3所述非均相共沸精馏醋酸脱水塔的控制方法，其特征在于，所述步骤4)采用开环灵敏度分析寻找塔内的温度灵敏板，在回流R1流量扰动±0.01％引起的每个塔板的温度变化，确定温度响应最大的为灵敏板。

5.根据权利要求4所述非均相共沸精馏醋酸脱水塔的控制方法，其特征在于，所述步骤5)塔顶压力控制器设定为比例积分控制器，其增益Kc1选择默认值20％，积分时间为12min；塔釜液位控制器设定为比例控制器，其增益Kc2选择默认值10％；塔釜流量控制器设定为比例积分控制器，其增益Kc3与积分时间分别设定为1％和20min；采用R1回流流量控制灵敏板温度，死区时间_1设为1min，塔釜再沸器的热量控制塔底醋酸浓度，塔釜组分控制器死区时间_2设为3min。