隔壁塔用于苯、甲苯、二甲苯分離的控制

李 軍，王純正，馬占華，孫蘭義

（1 中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，山東 青島266580；2 華東師范大學(xué)化學(xué)系，上海200062）

隔壁塔是內(nèi)部完全熱耦合塔，在精餾過(guò)程中避免中間組分的返混效應(yīng)，且實(shí)現(xiàn)隔壁頂部和底部進(jìn)料物流的完全匹配，從而極大地提高熱力學(xué)效率[1]。研究表明，對(duì)不同的分離體系，隔壁塔可節(jié)約10%～60%的能耗，減少10%～50%的設(shè)備投資[2-4]。然而，隔壁塔從其概念的提出到其工業(yè)化應(yīng)用經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間，其主要是隔壁塔具有很多的自由度，導(dǎo)致它難于設(shè)計(jì)與控制[5]，以致于長(zhǎng)期以來(lái)隔壁塔的控制問(wèn)題是限制其工業(yè)應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。

盡管人們對(duì)精餾控制過(guò)程做了深入的研究，但是對(duì)隔壁塔控制的研究卻很少，研究者選擇不同的體系采用不同的控制策略，往往得出不一樣甚至是矛盾的結(jié)論。Wolff 等[6]在乙醇、丙醇、丁醇體系下采用非線性工具進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，結(jié)果表明隔壁塔易于控制，而當(dāng)產(chǎn)品純度設(shè)定有微小改變時(shí)控制效果卻很差，他們提出采用液相分配比來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。Wang 等[7]采用溫度控制代替組成控制策略，采用預(yù)分餾塔單溫度控制點(diǎn)和主塔雙溫度控制點(diǎn)的三溫度控制回路，結(jié)果表明，該模型對(duì)于進(jìn)料流率干擾控制效果好，但不能很好地控制進(jìn)料組成干擾，他們推薦采用溫度組成串級(jí)控制來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。Ling等[8]對(duì)比了傳統(tǒng)工藝與隔壁塔工藝的控制效果，并提出需要控制液相分配比來(lái)實(shí)現(xiàn)能量最小化。Serra等[9]在虛擬假設(shè)的體系下，研究了不同變量之間的匹配，結(jié)果標(biāo)明PI 控制模型具有較好的可控性而模型預(yù)測(cè)控制DMC 則具有較多的限制條件，同時(shí)指出控制性能的好壞與隔壁塔的設(shè)計(jì)有關(guān)?！?br>