分壁精餾塔分離芳烴的溫差控制

郭利新，彭 鵠

（北洋國家精餾技術(shù)工程發(fā)展有限公司，天津 300072）

分壁精餾塔分離芳烴的溫差控制

郭利新，彭 鵠

（北洋國家精餾技術(shù)工程發(fā)展有限公司，天津 300072）

隨著我國工業(yè)科技化進程的不斷發(fā)展，在進行工業(yè)化生產(chǎn)的過程中對于高新技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍。在進行化工產(chǎn)品的衍生品生產(chǎn)時，對于垓心技術(shù)的應(yīng)用更為頻繁。進行苯的衍生物——芳烴的精餾分離生產(chǎn)時，已經(jīng)慢慢地拋棄了傳統(tǒng)的精餾方式，其根本上就在于精餾塔的改變?，F(xiàn)在的精餾塔是分壁精餾塔，較傳統(tǒng)的精餾塔具有低投入，高節(jié)能以及高收入的優(yōu)點，已經(jīng)慢慢普及。

分壁精餾塔；溫差控制；芳烴；精餾

分壁精餾塔存在一些不足之處，那就是其操作流程復(fù)雜，并且具有很多控制回路，這些回路之間互相耦合，并且其塔板溫度和塔板組成也不是一一對應(yīng)。所以在進行分壁精餾塔的控制時，不僅要依靠傳統(tǒng)的組分控制，還會利用工藝流程動態(tài)模擬軟件進行模擬控制，簡化其控制工作，在這期間就提出了溫度以及溫差的控制方法。

1 分壁精餾塔分離芳烴過程

過程強化是化工過程研究的重要發(fā)展方向，在這些強化流程以及設(shè)備當中，分壁精餾塔作為最典型的用于化工強化過程的裝置，其具有非常顯著的節(jié)能以及經(jīng)濟的有點。分壁精餾塔在1985年在國外由一家公司最先實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，迄今為止，已經(jīng)有超過六十臺設(shè)備在這家公司實現(xiàn)了成功運行，在全球也已經(jīng)超過了一百臺。經(jīng)過運行之后能夠在三苯的分離工作中，體現(xiàn)巨大作用。將苯、甲苯、二甲苯以及均三甲苯四組分作為研究對象。在進行分壁塔精餾時，對每個組分進行等摩爾比進料，此時的進料溫度控制在351K，壓力為0.8MPa，流量是 1kmol/s。穩(wěn)態(tài)要求控制產(chǎn)品純度為 99%。進行穩(wěn)態(tài)模擬時使用工藝流程動態(tài)模擬軟件中的 RadFrac 模塊，物性方法選擇 Chao-Seader。分壁精餾塔模擬裝置是由一個汽提塔，兩個并列的吸收塔以及一個精餾塔組成。

2 分壁精餾塔分離芳烴的溫度控制

在進行分壁精餾塔的分離過程中發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的精餾塔分離當中精餾塔內(nèi)的壓力恒定時，塔板的溫度以及塔板的組成會產(chǎn)生一一對應(yīng)關(guān)系，不會因為壓力的變化而發(fā)生變化，但是現(xiàn)在的分壁精餾塔中工作時的壓力恒定，其塔板的組成與溫度卻不會產(chǎn)生一一對應(yīng)關(guān)系，這時就需要對其進行控制。進行溫度控制的流程是先回流的比例來對塔頂?shù)臏囟瓤刂?，然后在依靠精餾塔的再沸器熱負荷對其底部的溫度進行控制調(diào)節(jié)，最后則是以靠前三種方法以及側(cè)線采出流量對精餾塔分離的各個工作流程的靈敏板的溫度進行調(diào)控，通過這種方法來實現(xiàn)對精餾塔整體的溫度控制。

3 對于精餾塔中溫度的控制

3.1 溫差控制方法

首先進行塔板的溫度增益值測定，將所有的溫度增益值計算結(jié)束后，將主塔上每塊塔板的溫度增益值與M6的溫度差進行減法運算，然后能夠得到一個4×8的矩陣，將該矩陣利用SVD 進行分解，得到矩陣表達式，其中矩陣當中的最大絕對值對應(yīng)的板就是差值板，也就是回流量控制該塔板和M6的溫度差值。

利用上述方法能夠得到各溫差控制回路，然后就能得到溫差控制回路所對應(yīng)的配對。這些配對包括塔底溫差控制回路配對，塔頂溫差控制回路配對，以及側(cè)線溫差控制回路配對。

3.2 溫差控制的結(jié)果

對進料流量以及進料組成，增加 ±10% 的波動時，溫差控制回路的有效性以及穩(wěn)定性得到了充分驗證。進行模擬時對進料增加波動的時間是在1h內(nèi)，通過對控制結(jié)果的分析可以發(fā)現(xiàn)，溫差控制結(jié)構(gòu)在進料流量波動在進行 ±10% 的增加之后，控制成果有了明顯改變。較溫度控制的結(jié)果相比，進行溫度控制能夠?qū)⒉▌臃秶鷾p小，對于進行精確地溫差控制具有顯著作用，解決了溫度控制時在進料流量以及總組成發(fā)生波動時二甲苯產(chǎn)品的摩爾系數(shù)較標準的純度偏離較遠的情況，對于提高二甲苯的分離質(zhì)量有顯著提高作用。

4 結(jié)束語

進行分壁精餾塔溫差控制是精餾塔進行苯類物質(zhì)分流中一項非常重要的工作，這項工作對于整個精餾分離過程中產(chǎn)品的質(zhì)量具有非常重要的控制作用，對于整個苯類產(chǎn)品的質(zhì)量提升具有重大影響。

[1] 吳昌祥 .板式精餾塔的操作 [J].化學(xué)工程師，2007，（9）.

Temperature Control of Aromatics Separation in a Wall Fractionating Tower

Guo Li-xin，Peng Hu

With the continuous development of China’s Industrial Science and technology process，in the process of industrial production，the application of high-tech is more and more common.In the production of chemical products for the application of derivatives，gaixin technology more frequently.In the process of distillation and separation of benzene derivatives and aromatics，the traditional distillation methods have been abandoned slowly，and the change is basically in the rectif i cation tower.Now the distillation tower is a wall fractionating tower，which is more popular than the traditional distillation column with the advantages of low input，high energy saving and high income.

divided wall rectif i cation column ；temperature difference control；aromatics ；rectif i cation

TQ241

：A

：1003–6490（2017）07–0109–01

2017–05–07

郭利新（1980—），男，河北承德人，助理工程師，主要從事精餾技術(shù)的研究與開發(fā)、精餾塔的設(shè)計與制造工作。