分壁精馏塔分离芳烃的温差控制

郭利新，彭 鹄

（北洋国家精馏技术工程发展有限公司，天津 300072）

分壁精馏塔分离芳烃的温差控制

郭利新，彭 鹄

（北洋国家精馏技术工程发展有限公司，天津 300072）

随着我国工业科技化进程的不断发展，在进行工业化生产的过程中对于高新技术的应用越来越普遍。在进行化工产品的衍生品生产时，对于垓心技术的应用更为频繁。进行苯的衍生物——芳烃的精馏分离生产时，已经慢慢地抛弃了传统的精馏方式，其根本上就在于精馏塔的改变。现在的精馏塔是分壁精馏塔，较传统的精馏塔具有低投入，高节能以及高收入的优点，已经慢慢普及。

分壁精馏塔；温差控制；芳烃；精馏

分壁精馏塔存在一些不足之处，那就是其操作流程复杂，并且具有很多控制回路，这些回路之间互相耦合，并且其塔板温度和塔板组成也不是一一对应。所以在进行分壁精馏塔的控制时，不仅要依靠传统的组分控制，还会利用工艺流程动态模拟软件进行模拟控制，简化其控制工作，在这期间就提出了温度以及温差的控制方法。

1 分壁精馏塔分离芳烃过程

过程强化是化工过程研究的重要发展方向，在这些强化流程以及设备当中，分壁精馏塔作为最典型的用于化工强化过程的装置，其具有非常显著的节能以及经济的有点。分壁精馏塔在1985年在国外由一家公司最先实现了工业应用，迄今为止，已经有超过六十台设备在这家公司实现了成功运行，在全球也已经超过了一百台。经过运行之后能够在三苯的分离工作中，体现巨大作用。将苯、甲苯、二甲苯以及均三甲苯四组分作为研究对象。在进行分壁塔精馏时，对每个组分进行等摩尔比进料，此时的进料温度控制在351K，压力为0.8MPa，流量是 1kmol/s。稳态要求控制产品纯度为 99%。进行稳态模拟时使用工艺流程动态模拟软件中的 RadFrac 模块，物性方法选择 Chao-Seader。分壁精馏塔模拟装置是由一个汽提塔，两个并列的吸收塔以及一个精馏塔组成。

2 分壁精馏塔分离芳烃的温度控制

在进行分壁精馏塔的分离过程中发现，在传统的精馏塔分离当中精馏塔内的压力恒定时，塔板的温度以及塔板的组成会产生一一对应关系，不会因为压力的变化而发生变化，但是现在的分壁精馏塔中工作时的压力恒定，其塔板的组成与温度却不会产生一一对应关系，这时就需要对其进行控制。进行温度控制的流程是先回流的比例来对塔顶的温度控制，然后在依靠精馏塔的再沸器热负荷对其底部的温度进行控制调节，最后则是以靠前三种方法以及侧线采出流量对精馏塔分离的各个工作流程的灵敏板的温度进行调控，通过这种方法来实现对精馏塔整体的温度控制。

3 对于精馏塔中温度的控制

3.1 温差控制方法

首先进行塔板的温度增益值测定，将所有的温度增益值计算结束后，将主塔上每块塔板的温度增益值与M6的温度差进行减法运算，然后能够得到一个4×8的矩阵，将该矩阵利用SVD 进行分解，得到矩阵表达式，其中矩阵当中的最大绝对值对应的板就是差值板，也就是回流量控制该塔板和M6的温度差值。

利用上述方法能够得到各温差控制回路，然后就能得到温差控制回路所对应的配对。这些配对包括塔底温差控制回路配对，塔顶温差控制回路配对，以及侧线温差控制回路配对。

3.2 温差控制的结果

对进料流量以及进料组成，增加 ±10% 的波动时，温差控制回路的有效性以及稳定性得到了充分验证。进行模拟时对进料增加波动的时间是在1h内，通过对控制结果的分析可以发现，温差控制结构在进料流量波动在进行 ±10% 的增加之后，控制成果有了明显改变。较温度控制的结果相比，进行温度控制能够将波动范围减小，对于进行精确地温差控制具有显著作用，解决了温度控制时在进料流量以及总组成发生波动时二甲苯产品的摩尔系数较标准的纯度偏离较远的情况，对于提高二甲苯的分离质量有显著提高作用。

4 结束语

进行分壁精馏塔温差控制是精馏塔进行苯类物质分流中一项非常重要的工作，这项工作对于整个精馏分离过程中产品的质量具有非常重要的控制作用，对于整个苯类产品的质量提升具有重大影响。

[1] 吴昌祥 .板式精馏塔的操作 [J].化学工程师，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，助理工程师，主要从事精馏技术的研究与开发、精馏塔的设计与制造工作。