内部热耦合中间隔壁塔的设计与控制

武浩; 陈海胜; 黄克谨

doi:10.13543/j.bhxbzr.2023.04.002

北京化工大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (04) : 10 -20. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2023.04.002

内部热耦合中间隔壁塔的设计与控制

武浩, 陈海胜, 黄克谨

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摘要

虽然隔离壁精馏塔(DWC)与多个常规精馏塔组成的常规分离序列相比具有明显的节能潜力，但是通过引入内部热耦合技术，仍然具有进一步强化设计的空间。以进料位置为界，可将DWC分为上、下两部分，上部包含公共精馏段和进料上端的隔离壁两侧，下部包含进料下端的隔离壁两侧和公共提馏段，在两部分之间设置内部热耦合，得到一种新型内部热耦合中间隔壁塔(IHIMDWC)。在进料上、下两端的隔离壁一侧或两侧设置内部热耦合可以得到4种不同的IHIMDWC拓扑结构。以甲醇、乙醇与正丙醇三元物系的分离为例，通过启发式搜索法对4种IHIMDWC拓扑结构进行稳态设计，并提出了一种分散温度控制系统以验证它们的可控性。仿真结果表明，与DWC相比，IHIMDWC不但可以显著降低能量消耗，而且所设计的分散温度控制系统可以有效地抑制干扰。