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基于塔总组合曲线的内部热耦合精馏塔优化设计方法 被引量:5
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作者 刘雪刚 何畅 +3 位作者 雷杨 何昌春 张冰剑 陈清林 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1482-1489,共8页
基于塔总组合曲线(CGCC),提出了一种简化内部热耦合精馏塔(HIDiC)结构的图形设计方法。在完成精馏段(或提馏段)单塔段中间换热器优化设置的基础上,结合精馏段与提馏段CGCC的集成图,以HIDiC的可减小过程总?损为目标,确定HIDiC热耦合中间... 基于塔总组合曲线(CGCC),提出了一种简化内部热耦合精馏塔(HIDiC)结构的图形设计方法。在完成精馏段(或提馏段)单塔段中间换热器优化设置的基础上,结合精馏段与提馏段CGCC的集成图,以HIDiC的可减小过程总?损为目标,确定HIDiC热耦合中间换热器的最优设计。以苯乙烯-乙苯HIDiC为例,计算结果表明,设置中间换热器后,HIDiC可减小过程总?损最大值为1.951 MW,HIDiC的冷凝器、再沸器负荷分别下降63.6%和68.4%;热耦合中间换热器分别设置于精馏段第2、12、和38块塔板,提馏段第20、28和36块塔板,热负荷依次为0.841、1.496和2.053 MW。 展开更多
关键词 热耦合精馏塔 塔总组合曲线 力学 [火用]分析 优化
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内部热耦合精馏塔的传热及优化 被引量:5
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作者 李春利 杜季颖 +1 位作者 张林 李晓春 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期7-13,共7页
为研究同轴式内部热耦合精馏塔(HIDiC)在不同压缩比下的传热量和传热系数,以乙醇-水为分离物系,在自制中试装置中进行了实验研究。建立了同轴式HIDiC的传热模型即利用闪蒸罐代替塔板,计算进出闪蒸罐物流的焓值差,从而得到精馏段与提馏... 为研究同轴式内部热耦合精馏塔(HIDiC)在不同压缩比下的传热量和传热系数,以乙醇-水为分离物系,在自制中试装置中进行了实验研究。建立了同轴式HIDiC的传热模型即利用闪蒸罐代替塔板,计算进出闪蒸罐物流的焓值差,从而得到精馏段与提馏段板间换热量,并通过划分区域的方法计算了传热系数。以年度总费用(TAC)作为优化指标研究了实现外回流为零时所需的外部换热器的个数。结果表明:当压缩比为2.2时,塔间传热量最大,冷凝器和再沸器的负荷最低,且压缩比与传热系数的关系为负相关;随着精馏段与提馏段板间最小换热温差的增大,所需外部换热器个数不断减少,TAC呈现降低的趋势,当外部换热器个数为1,即热量耦合位置为精馏段第一块板与提馏段第一块板时,TAC最低。 展开更多
关键词 内部热耦合精馏塔 压缩比 模型 系数 优化设计
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基于内部热耦合精馏塔非线性wave模型的高纯控制 被引量:3
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作者 周叶翔 刘兴高 王成裕 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1677-1680,共4页
首先建立内部热耦合精馏塔(ITCDIC)的非线性波动降阶模型,并将非线性波动理论(wave)应用到ITCDIC控制问题中,实现一般模型控制(GMC)方案。与传统控制方案相比,基于波动理论的一般模型控制(waveGMC)不再采用ITCDIC的近似线性模型,更好地... 首先建立内部热耦合精馏塔(ITCDIC)的非线性波动降阶模型,并将非线性波动理论(wave)应用到ITCDIC控制问题中,实现一般模型控制(GMC)方案。与传统控制方案相比,基于波动理论的一般模型控制(waveGMC)不再采用ITCDIC的近似线性模型,更好地解决了高纯控制过程中的非线性问题,通过对波形的速度和位置控制能够在短时间内使系统达到稳定。苯-甲苯物系的实例研究表明,ITCDIC波动模型在高纯控制过程中能够精确反映ITCDIC的动态特征,waveGMC控制方案较传统控制方案更加稳定可靠。 展开更多
关键词 内部热耦合精馏塔 高纯度 wave理论 一般模型控制
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基于Matlab的内部热耦合精馏塔仿真实验平台 被引量:1
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作者 丛琳 陈鸿龙 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2016年第6期132-135,共4页
介绍了内部热耦合精馏技术的建模与控制方法,设计了一套基于Matlab的内部热耦合精馏塔仿真实验平台。该实验平台包括内部热耦合精馏过程的建模、特性分析、控制方案设计、Wave非线性建模与控制等一系列仿真实验程序,有助于学生了解内部... 介绍了内部热耦合精馏技术的建模与控制方法,设计了一套基于Matlab的内部热耦合精馏塔仿真实验平台。该实验平台包括内部热耦合精馏过程的建模、特性分析、控制方案设计、Wave非线性建模与控制等一系列仿真实验程序,有助于学生了解内部热耦合精馏技术的发展与前沿知识,掌握常规控制方法在复杂对象上的设计方法,培养和提高学生的创新能力和科研热情。 展开更多
关键词 内部热耦合精馏塔 仿真实验平台 MATLAB
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高纯度内部热耦合精馏塔的非线性过程模型优化控制方案
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作者 张盈啸 邵惠鹤 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期856-859,共4页
主要讨论和研究了高纯度热耦合精馏塔的优化控制问题。针对一个非线性的对象模型—苯-甲苯物系模型提出了基于非线性过程模型控制(NPM C,N on linear P rocess M odel Contro l)的控制方案,并与常规的P ID控制方案作了比较。结果表明:... 主要讨论和研究了高纯度热耦合精馏塔的优化控制问题。针对一个非线性的对象模型—苯-甲苯物系模型提出了基于非线性过程模型控制(NPM C,N on linear P rocess M odel Contro l)的控制方案,并与常规的P ID控制方案作了比较。结果表明:非线性过程模型控制无论是在控制精度还是在响应时间上都优于传统的控制方案。 展开更多
关键词 内部热耦合精馏塔 非线性 耦合 离散化 解耦控制 GMC控制
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简化外部热耦合双精馏塔的控制与优化 被引量:5
6
作者 马江鹏 陈海胜 黄克谨 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2195-2199,共5页
针对具有3个换热器结构的外部热耦合双精馏塔(S-EHIDDiC),提出了一种新型的控制与优化策略。顶部与底部换热器的热负荷能够改变高压精馏塔的回流量和低压精馏塔的上升汽量,因而可以用来控制高压精馏塔塔顶和低压精馏塔塔底的产品质量。... 针对具有3个换热器结构的外部热耦合双精馏塔(S-EHIDDiC),提出了一种新型的控制与优化策略。顶部与底部换热器的热负荷能够改变高压精馏塔的回流量和低压精馏塔的上升汽量,因而可以用来控制高压精馏塔塔顶和低压精馏塔塔底的产品质量。这种控制方法与常规精馏塔的LV控制结构相似。S-EHIDDiC还有多余的决策变量(如进料分流比,高压精馏塔塔压和中间换热器的热负荷),可以对稳态操作进行优化。闭环仿真证明了这种控制结构的可行性,稳态优化也提高了系统的热力学效率。 展开更多
关键词 外部耦合精馏塔 控制 优化
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反应精馏应用于差压热耦合精馏技术的模拟 被引量:7
7
作者 孙兰义 宁亚南 +1 位作者 刘雪暖 李军 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期149-153,共5页
将差压热耦合反应精馏塔应用于乙酸甲酯的合成,利用Aspen Plus软件建立了模型并进行了流程模拟。对提出的工艺进行了单变量分析,进一步确定了各个变量的最佳值。在此基础上,对差压热耦合反应精馏流程的能耗、CO_2排放量方面与常规反应... 将差压热耦合反应精馏塔应用于乙酸甲酯的合成,利用Aspen Plus软件建立了模型并进行了流程模拟。对提出的工艺进行了单变量分析,进一步确定了各个变量的最佳值。在此基础上,对差压热耦合反应精馏流程的能耗、CO_2排放量方面与常规反应精馏流程进行了全面的分析与比较。结果表明,与传统流程相比,差压热耦合流程可节能达58.79%,并有很好的减排效果。 展开更多
关键词 差压热耦合精馏塔 反应精馏 节能减排
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塔板分布对热耦合隔板精馏塔操作性能的影响 被引量:1
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作者 宋二伟 王明媚 王二强 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期294-297,共4页
热耦合精馏塔通过在塔体内安装竖直隔板将多个塔耦合在一个塔体内,单塔可实现传统多塔的分离效果。塔体内各部分塔板数分布不仅影响组分分离效果,还会影响设备投资(或能耗)。基于理论模拟仿真,对热耦合精馏塔内部各区域塔板分布进行研究... 热耦合精馏塔通过在塔体内安装竖直隔板将多个塔耦合在一个塔体内,单塔可实现传统多塔的分离效果。塔体内各部分塔板数分布不仅影响组分分离效果,还会影响设备投资(或能耗)。基于理论模拟仿真,对热耦合精馏塔内部各区域塔板分布进行研究,重点考察其对能耗及流场分布的影响。模拟结果表明,热耦合精馏塔内部塔板分布影响其能耗及内部流场分布,且公共精馏段与公共提馏段塔板分布存在唯一最佳匹配,而隔板左右两侧塔板分布存在多个最佳组合。 展开更多
关键词 耦合隔板精馏塔 塔板分布 优化 流场分布 最佳匹配
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基于内模控制的内部热耦合精馏策略 被引量:6
9
作者 丛琳 刘兴高 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2067-2071,共5页
精馏过程约占工业总能耗的1/3,其节能控制潜力很大。内部热耦合精馏(ITCDIC)是迄今为止所提出的节能效果最好(比常规精馏节能40%以上)却没有商业化的节能技术。主要原因在于该过程具有较强的非线性、复杂的动态特性以及耦合性,给控制方... 精馏过程约占工业总能耗的1/3,其节能控制潜力很大。内部热耦合精馏(ITCDIC)是迄今为止所提出的节能效果最好(比常规精馏节能40%以上)却没有商业化的节能技术。主要原因在于该过程具有较强的非线性、复杂的动态特性以及耦合性,给控制方案的设计带来了极大的困难。通过建立更为精确的二阶内部模型,提出了一种有效的ITCDIC内模控制方案。实例研究结果表明,与传统控制方案PID相比,控制品质更加稳定可靠;同时,与目前国际上公开报道的最好结果相比,该控制方案有更广泛的操作域,鲁棒性更强。 展开更多
关键词 内部热耦合精馏塔 内模控制 反向响应
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C_3选择性加氢热耦合催化精馏流程模拟 被引量:2
10
作者 王易卓 罗祎青 +1 位作者 钱行 袁希钢 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期580-587,共8页
针对C3选择性加氢过程中冷剂费用过高问题提出将选择性加氢催化反应器设置在脱乙烷精馏塔的提馏段,并通过原流程的3个精馏塔的不同热耦合方式所构成的3种热耦合催化精馏结构;对三热耦合催化精馏结构分别进行严格模拟和评价,表明通过分... 针对C3选择性加氢过程中冷剂费用过高问题提出将选择性加氢催化反应器设置在脱乙烷精馏塔的提馏段,并通过原流程的3个精馏塔的不同热耦合方式所构成的3种热耦合催化精馏结构;对三热耦合催化精馏结构分别进行严格模拟和评价,表明通过分离和加氢反应的结合增加了加氢反应的转化率,并通过热耦合降低了分离能耗,年度总费用降低显著。模拟结果表明,3种方案的年度总费用节约效果分别为4.107%、6.420%和10.337%。 展开更多
关键词 C3选择性加氢 反应精馏 热耦合精馏塔
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基于非线性Wave模型的内部热耦合塔高纯控制方案 被引量:1
11
作者 丛琳 刘兴高 周叶翔 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A01期1-4,共4页
为了解决高纯内部热耦合精馏塔(ITCDIC)的强非线性特性给控制器的设计带来较大困难的问题,将非线性Wave理论运用到内部热耦合精馏塔的控制设计中.首先根据浓度曲线的特性提出了浓度波形的描述函数.其次根据波形描述函数以及物料守恒关... 为了解决高纯内部热耦合精馏塔(ITCDIC)的强非线性特性给控制器的设计带来较大困难的问题,将非线性Wave理论运用到内部热耦合精馏塔的控制设计中.首先根据浓度曲线的特性提出了浓度波形的描述函数.其次根据波形描述函数以及物料守恒关系推导出波速公式.最后将Wave理论与一般模型控制(GMC)结合起来,建立了基于Wave模型的一般模型控制(WGMC).在苯-甲苯物系的实例研究中与传统的基于数据模型的一般模型控制(TGMC)进行比较.研究结果表明,WGMC在伺服控制和干扰控制的表现都明显优于TGMC,WGMC控制方案较传统的一般模型控制方案更加稳定可靠. 展开更多
关键词 高纯内部热耦合精馏塔 非线性Wave模型 一般模型控制
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内部热耦合空分塔的建模与操作分析 被引量:1
12
作者 闫正兵 刘兴高 +1 位作者 毛邵融 周智勇 《控制工程》 CSCD 2008年第4期389-391,共3页
建立了内部热耦合空分精馏塔(ITCASC)的数学模型,采用高斯-牛顿法迭代求解,选用液相组成作为迭代变量,氧、氮、氩三元物系的物性计算采用PR状态方程。仿真结果表明,在保证分离效果不下降的条件下,ITCASC高压塔的塔压可以从传统空分塔的6... 建立了内部热耦合空分精馏塔(ITCASC)的数学模型,采用高斯-牛顿法迭代求解,选用液相组成作为迭代变量,氧、氮、氩三元物系的物性计算采用PR状态方程。仿真结果表明,在保证分离效果不下降的条件下,ITCASC高压塔的塔压可以从传统空分塔的680 kPa降低到500 kPa,能耗降低约26.47%;操作分析为以后的理论研究和实际应用提供了定性和定量分析。该模型可以用于进一步的流程设计、优化和控制。 展开更多
关键词 内部耦合空分精馏塔 建模 操作分析
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隔壁塔四塔模型的设计计算 被引量:16
13
作者 方静 祁建超 +1 位作者 李春利 郭佳佳 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期530-535,共6页
在对分离三组分混合物的隔壁塔结构进行分析的基础上,为隔壁塔的设计建立简捷计算的四塔模型,以最佳中间组分分配比为基础,以汽相分配比和液相分配比为设计变量,对汽相、液相流量进行平衡,将其作为设计计算的模型约束条件,计算此时全塔... 在对分离三组分混合物的隔壁塔结构进行分析的基础上,为隔壁塔的设计建立简捷计算的四塔模型,以最佳中间组分分配比为基础,以汽相分配比和液相分配比为设计变量,对汽相、液相流量进行平衡,将其作为设计计算的模型约束条件,计算此时全塔的最小汽相流率;基于Underwood-Fenske-Gilliland-Kirkbride计算方法,确定塔的最小回流比、理论塔板数、实际塔板数以及进料和采出位置。以分离正己烷、正庚烷和正辛烷的混合物为例,对隔壁塔进行简捷计算,得到汽、液相分配比的初值;再进行严格计算,对汽、液相分配比进行优化分析,得到最优的设计参数。 展开更多
关键词 隔壁塔 热耦合精馏塔 简捷设计方法 四塔模型
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低温甲醇洗富硫气深冷回收硫化氢工艺 被引量:3
14
作者 郝传松 张述伟 +1 位作者 李燕 管凤宝 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期199-203,共5页
开发了一种与低温甲醇洗联产、采用热耦合精馏塔深冷精馏回收浓度99.9%以上的H_2S产品气的工艺,其回收率达到77%以上。该流程采用Aspen Plus模拟软件进行设计,使用增压透平膨胀机制冷并回收部分能量。以原料气处理量200 kmol/h为例,详... 开发了一种与低温甲醇洗联产、采用热耦合精馏塔深冷精馏回收浓度99.9%以上的H_2S产品气的工艺,其回收率达到77%以上。该流程采用Aspen Plus模拟软件进行设计,使用增压透平膨胀机制冷并回收部分能量。以原料气处理量200 kmol/h为例,详细分析了膨胀端分配率对产品流量和浓度的影响、塔内组分分布状况和产品单耗。最终确定膨胀端的分配率为0.35时,浓度满足要求,回收率较高,硫化氢单耗为211.61 k Wh/t。 展开更多
关键词 硫化氢回收 热耦合精馏塔 低温甲醇洗
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