内部热耦合精馏塔稳态流程模拟系统及方法

摘要

一种内部热耦合精馏塔稳态流程模拟系统，包括与内部热耦合精馏塔连接的现场智能仪表、控制站、数据库以及上位机，上位机包括：信号采集模块，用以采集当前生产工况数据；求解计算主模块，过程：1)设定塔的结构参数和操作参数，指定进料流量初值；2)假定各塔板液相组成；3)对每一个塔板，分别由泡点法计算其平衡温度和汽相组成；4)对每一个塔板，分别计算汽液相的焓值；5)由式(1)(2)计算各塔板的汽液相流量；6)判断式(4)是否成立，如果成立，则继续，否则，更新各塔板液相组成。以及提出了一种内部热耦合精馏塔稳态流程模拟方法。本发明能够快速准确模拟内部热耦合精馏塔稳态流程、模拟精度高、效率高。

主权项

一种内部热耦合精馏塔稳态流程模拟系统，包括与内部热耦合精馏塔连接的现场智能仪表、控制站、数据库以及上位机，所述现场智能仪表与控制站、数据库和上位机连接，其特征在于：所述的上位机包括：信号采集模块，用以采集当前生产工况数据；求解计算主模块，用以求解计算，采用以下过程来完成：1)设定塔的结构参数和操作参数，指定进料流量初值；2)假定各塔板液相组成；3)对每一个塔板，分别由泡点法计算其平衡温度和汽相组成；4)对每一个塔板，分别计算汽液相的焓值；5)由式(1)(2)计算各塔板的汽液相流量： V j + 1 H j + 1 G + U j - 1 H j - 1 L + F j H j F - ( V j + S j G ) H j G - ( U j + S j L ) H j L - Q j = 0 - - - ( 1 ) V j + 1 + U j - 1 + F j G + F j L - ( V j + S j G ) - ( U j + S j L ) = 0 - - - ( 2 ) 其中，V表示汽相流量，U表示液相流量，F表示进料流量，HF表示进料焓值，S表示侧提流量，HG和HL分别是汽液相焓值，下标j-1、j、j+1分别表示第j-1、j、j+1块板，上标L表示液相，上标G表示汽相，Q表示热耦合量，由下式计算：Q＝UAΔT (3)其中，UA表示热耦合系数，ΔT表示耦合塔板间的温差；6)判断下式(4)是否成立，如果成立，则继续7)，否则，更新各塔板液相组成，返回3)迭代； V j + 1 y i , j + 1 + U j - 1 x i , j - 1 + F j z i , j - ( V j + S j G ) y i , j - ( U j + S j L ) x i , j < 0.0001 - - - ( 4 ) 其中，x是液相组成，y是汽相组成，z是进料组成，下标i＝1，...，M表示组分，M表示组分数。