面向自動(dòng)化系統(tǒng)驗(yàn)證的通用板式精餾塔動(dòng)態(tài)建模與仿真的研究.pdf

1、化工過(guò)程的建模與仿真對(duì)于化工操作和工藝設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。精餾塔動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立與仿真,不僅可以研究精餾過(guò)程在不同工況下的變化,而且還可以用于研究精餾塔的優(yōu)化控制方案,進(jìn)而提高精餾過(guò)程的生產(chǎn)效益。
　　 本文首先研究了精餾過(guò)程中用到的一些基礎(chǔ)物性的計(jì)算方法,包括汽相焓、液相焓、活度以及汽液平衡溫度等。其次以連續(xù)板式精餾塔為例,應(yīng)用平衡級(jí)原理,建立了精餾塔的動(dòng)態(tài)機(jī)理數(shù)學(xué)模型。通過(guò)對(duì)精餾塔結(jié)構(gòu)的分析和研究、以及對(duì)精餾過(guò)程的分析

2、,將精餾塔分為六個(gè)部分：再沸器、塔釜、塔板、進(jìn)料板、側(cè)線采出板、冷凝器,每個(gè)部分看成是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程,對(duì)每一部分用MESH方程組(物料平衡方程、相平衡方程、摩爾分?jǐn)?shù)歸一化方程、能量平衡方程)建立機(jī)理數(shù)學(xué)模型,從而組成比較通用的精餾塔機(jī)理模型。另外,我們對(duì)精餾塔的開(kāi)車(chē)過(guò)程及霧沫夾帶現(xiàn)象進(jìn)行了理論分析,并建立了開(kāi)車(chē)過(guò)程及發(fā)生霧沫夾帶時(shí)的數(shù)學(xué)模型。論文最后,對(duì)建立的精餾塔動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn),并通過(guò)改變精餾塔再沸器蒸汽量、進(jìn)料流量及

3、組成等操作變量對(duì)精餾塔進(jìn)行擾動(dòng)實(shí)驗(yàn),研究了精餾塔組分濃度等的相應(yīng)變化,從而了解精餾塔操作過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性。本文從精餾塔通用模型從機(jī)理分析入手,對(duì)模型進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化,使計(jì)算時(shí)間大大的縮短,從而使模型具有比較廣泛的實(shí)用性。仿真結(jié)果表明,所建立的動(dòng)態(tài)模型能較好的模擬精餾塔的動(dòng)態(tài)特性,還能比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)精餾塔在各種擾動(dòng)條件下的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì),其穩(wěn)態(tài)結(jié)果與實(shí)際情況也基本吻合。因此,該模型對(duì)于仿真培訓(xùn)及精餾過(guò)程的控制方案分析和設(shè)計(jì)具有較高的理論研究意