[发明专利]一种非均相液液萃取-精馏分离丙二醇甲醚和水的动态控制方案

说明书

本发明提供了一种非均相液液萃取‑精馏分离丙二醇甲醚和水的动态控制方案。包括：流量控制器，用于调节进料流率；液位控制器，分别用于调节塔釜的液位以及分相器的液位；压力控制器，分别用于调节两精馏塔的塔压；温度控制器，分别用于调节精馏塔的塔温以及换热器的温度；组成控制器，用于调节产品水的组成；比例控制器，分别用于固定液液萃取塔进料流率与萃取剂循环流率和精馏塔的再沸器热负荷的比。本发明实现了对液液萃取塔流量和精馏塔温度、压力和流量的自动控制，确保了两种产品丙二醇甲醚和水的高纯度平稳操作，并且具有很好的动态控制效果。本发明采用的设备要求低，容易实现，且本发明具有较好的动态可控性，低成本，低能耗，减少CO₂排放，产品纯度高等优点。

【技术领域】

本发明属于化工领域，具体涉及一种非均相液液萃取-精馏分离丙二醇甲醚和水的动态控制方案，尤其涉及化工生产的自动化控制领域。

【背景技术】

丙二醇甲醚常用为洗涤剂和乳化剂，可以通过酯化反应来合成丙二醇甲醚乙酸酯，水为副产物。由于丙二醇甲醚和水形成最低沸点的共沸物，因此丙二醇甲醚的脱水是该过程中必不可少但关键的步骤。在非均相共沸蒸馏和萃取蒸馏方法用于丙二醇甲醚的脱水的过程中，能耗大。通常，包含液液萃取的混合方法可以实现具有低能耗的混合物的有效分离，因此我们将液液萃取与精馏相结合。

动态控制在工艺控制系统的开发及性能分析、开停车过程的模拟、过程工况标定等方面得到广泛应用。对于精馏分离过程，常见的就是控制产品的纯度，因此对于精馏过程的控制工艺的研究具有重要的意义。

在精馏过程中，受精馏过程中连接两塔循环物流的约束，在精馏过程中产生高度的耦合作用，一个塔中出现扰动容易传递到另外一个塔，导致在两塔之间形成一定的相互作用，这种相互作用不可避免的引起控制问题。目前对于二元体系分离的动态控制研究很少，作为第三组分萃取剂的引入，使得对于流程的控制难度大大增加，因此本发明主要针对非均相萃取精馏分离丙二醇甲醚-水的稳态流程提出一种有效的控制方案，保证两种产品丙二醇甲醚和水的高纯度平稳操作。

专利(CN106431812A)公开了一种萃取精馏分离甲苯-甲醇-水共沸物的方法及装置，该方法通过两塔和一个分相器分离三元体系甲醇-甲苯-水，得到高纯度甲醇、甲苯、和水，但此专利没有实现动态控制。

专利(CN106916050A)公开了一种用于低碳混合醇的分离系统及其使用方法，适用于低碳混合醇的脱水，该专利给出了单塔精馏分离的单塔动态控制策略，相较于本专利的非均相液液萃取结合精馏控制，单塔控制需要控制的变量少而简单，控制难度低于本专利。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

要解决的问题是克服现有技术的不足，提出一种非均相液液萃取结合精馏分离丙二醇甲醚-水的动态控制方案，本发明专利要解决的科学问题如下：

本发明的目的是提供一种适用于非均相液液萃取结合精馏分离二元混合物工艺的动态控制方案。

本发明的另一目的是提供所述控制方案在分离丙二醇甲醚-水体系的应用。

[技术方案]

本发明利用一种非均相液液萃取-精馏分离丙二醇甲醚和水的动态控制方案来确保两种种产品丙二醇甲醚和水的高纯度平稳操作，主要包括以下步骤：