郭宇
摘 要:本文圍繞壓力對芳烴產(chǎn)品質(zhì)量的影響進(jìn)行討論,并提出可通過溫度壓力補(bǔ)償控制技術(shù)和動態(tài)模擬技術(shù)降低壓力對芳烴產(chǎn)品質(zhì)量帶來的影響。
關(guān)鍵詞:芳烴產(chǎn)品 抽提技術(shù) 壓力
中圖分類號:TQ202 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)10(b)-0110-02
芳烴是“芳香烴”的簡稱,是含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔锏目偡Q。芳烴可分為重芳烴和輕芳烴。重芳烴是指還有9個以上碳原子數(shù)的芳香烴,反之則為輕芳烴。重芳烴產(chǎn)品可以直接用來煉制汽油、石油樹脂等產(chǎn)品,而輕芳烴可作為制造合成橡膠、合成纖維等工業(yè)產(chǎn)品的原料。芳烴具有較強(qiáng)的毒性,且不溶于水。作為重要的化工產(chǎn)品和原料,芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)對一國化工行業(yè)的發(fā)展有重大影響。傳統(tǒng)的芳烴生產(chǎn)技術(shù)有催化重整技術(shù)、裂解汽油加氫技術(shù)、芳烴轉(zhuǎn)換技術(shù)和芳烴抽提技術(shù)。隨著人們對芳烴產(chǎn)品日益增長的需求,突破傳統(tǒng)的新的芳烴生產(chǎn)技術(shù)也不斷結(jié)合新科技應(yīng)運(yùn)而生,例如通過芳構(gòu)化的方式將天然氣轉(zhuǎn)換成芳烴,利用甲苯和甲醇來生產(chǎn)對二甲苯等。不同的生產(chǎn)技術(shù)對生產(chǎn)設(shè)備裝置的需求也各不相同。但是同作為芳烴生產(chǎn)技術(shù),每一項技術(shù)的發(fā)明和發(fā)展都基于芳烴產(chǎn)品自身的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)。因此,溫度、壓力等因素對芳烴產(chǎn)品是不同技術(shù)的生產(chǎn)過程中共通的影響因素。本文將以芳烴抽提技術(shù)為例,圍繞壓力對芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量帶來的影響進(jìn)行討論,并提出供參考的應(yīng)對策略。
1 抽提技術(shù)中壓力對芳烴產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的影響
芳烴抽提技術(shù)可分為萃取抽提技術(shù)和蒸餾抽提技術(shù)。萃取工藝技術(shù)利用不同的物質(zhì)在液體中的溶解度不同,從而將芳烴產(chǎn)品和非芳烴產(chǎn)品進(jìn)行分離,取得需要的芳烴產(chǎn)品。該技術(shù)1989年便在我國化工行業(yè)中實現(xiàn)工業(yè)化,目前技術(shù)成熟,萃取取得的苯、二甲苯等芳烴產(chǎn)品純度高,且能耗低。甘醇類溶劑是較常用的萃取液。蒸餾抽提技術(shù)是利用芳烴產(chǎn)品的揮發(fā)性不同,在原材料中加入極性溶劑,基于芳烴產(chǎn)品和非芳烴產(chǎn)品的揮發(fā)性的差異,精餾取得所需的芳烴產(chǎn)品。目前國內(nèi)較具代表性的蒸餾抽提技術(shù)有SED技術(shù),在原材料中加入極性溶劑,增強(qiáng)芳烴的溶解能力,從而使操作過程更加穩(wěn)定。不同的抽提工藝技術(shù)對壓力的需求各有不同。在整個制作工藝中,壓力只是其中一個影響芳烴產(chǎn)品質(zhì)量的因素,壓力的變化必然帶動溫度等其他因素的變化,因此本段的討論將在假定其他因素不變的情況下,壓力對芳烴產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的影響。
1.1 壓力對溶劑回收塔的影響
無論是萃取工藝還是蒸餾工藝,都需要在產(chǎn)品原材料中加入一定的溶劑。目前在實踐中主要用的芳烴產(chǎn)品抽取溶劑有6類,用于蒸餾工藝的有兩種,包括甲酰基嗎啉和甲基吡咯烷酮;用于萃取工藝的有四種,包括環(huán)丁砜、四甘醇、三甘醇、二甲基亞砜等,其中環(huán)丁砜因其價格低廉,同時密度和沸點(diǎn)較高有利于回收和降低損失等特點(diǎn),是使用最普遍的萃取溶劑。溶劑回收塔可以初步將芳烴產(chǎn)品分離出來,并將相應(yīng)的萃取液或者蒸餾溶劑再次回收利用。
在操作過程中,將溶解于溶劑中的混合芳烴和水的混合溶液從溶劑回收塔頂端注入回收塔中,在塔頂混合溶液就分離出混合芳烴和水,剩下的包括萃取劑、少量的芳烴產(chǎn)品和水就繼續(xù)流到塔底,形成可以回收利用的貧溶劑。貧溶劑中含水量的多少與芳烴產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)量密切相關(guān)。若含水量較高,則說明該貧溶劑的溶解性較低,若含水量過低,則說明溶劑的選擇范圍小。因此,控制好貧溶劑含水量的高低是控制抽提效果的關(guān)鍵步驟。在多組分系統(tǒng)中,壓力對溫度有直接影響,壓力的升高意味著溫度的升高,當(dāng)壓力確定時,溫度的變化對貧溶劑中含水量產(chǎn)生直接影響。在溶劑回收塔塔底的貧溶劑中,由于其中含有極少量的芳烴產(chǎn)品,萃取溶劑和水就構(gòu)成了一個近似二組分的系統(tǒng)。在溶劑回收塔中,由于塔盤的負(fù)載變化,壓力不是恒定的,而是隨時可能發(fā)生變化,而塔壓的大小與塔內(nèi)溫度大小相關(guān),塔壓的細(xì)微變化都可能導(dǎo)致塔溫的較大變化,因此,壓力對溶劑回收塔的影響主要是通過對溶劑回收塔中溫度變化產(chǎn)生影響,從而對芳烴產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生影響。經(jīng)過長期的實踐可以發(fā)現(xiàn),在溶劑回收塔中,壓力、溫度和貧溶劑的含水量呈正相關(guān)關(guān)系(大致如圖1所示)。當(dāng)溶劑回收塔中壓力穩(wěn)定時,隨著溫度的升高,溶劑中水的含量比例下降,而若能將溫度固定下來,則隨著壓力的增大,溶劑中含水量的比例則會升高。實踐中對貧溶劑含水量的需求基本上在0.6%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。從圖1中可以看出,在0.6%的組分線上,壓力和溫度若能同時發(fā)生變化,存在水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)固定在0.6%的可能。
1.2 壓力對苯塔的影響
芳烴抽提設(shè)備中的苯塔主要用于將混合芳烴產(chǎn)品進(jìn)一步分離,提煉出純度更高的芳烴產(chǎn)品。苯塔的塔頂有五塊塔盤,主要用于混合芳烴產(chǎn)品的脫水和提純。優(yōu)質(zhì)的芳烴產(chǎn)品如優(yōu)級苯的冰點(diǎn)大于5.4攝氏度,其純度高達(dá)99.95%以上,因此質(zhì)量要求極高。如此高的標(biāo)準(zhǔn)勢必對生產(chǎn)設(shè)備和裝置也有極高的要求。在操作過程中,混合芳烴產(chǎn)品置于苯塔的塔底,經(jīng)過塔頂?shù)奈鍖铀P的脫水和提純后,優(yōu)質(zhì)的芳烴產(chǎn)品從第五塊塔盤中抽出。在苯塔中,壓力對芳烴產(chǎn)品質(zhì)量的影響同樣也是通過其對操作過程中的溫度的影響實現(xiàn)的。圖2是通過模擬軟件計算的苯塔中溫度與壓力變化在各不同理論版上的體現(xiàn)。從中可以看出壓力的微小變化對溫度帶來巨大影響,因而單純的控制溫度來控制芳烴產(chǎn)品質(zhì)量很難消除壓力帶來的影響,必然要反其道行之,以控制壓力的方式來控制溫度,從而實現(xiàn)對芳烴產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
在苯塔內(nèi),塔壓的波動會引起各理論板的溫度變化,但是處于同一苯塔內(nèi)的理論板上溫度變化大小可能有所不同,但是變化方向是一致的,即隨著塔壓的變化同時升高或者降低。但是,盡管各板上的溫度隨著壓力波動而發(fā)生變化,但是其溫差變化卻非常小。當(dāng)塔壓發(fā)生變化時,苯塔頂部位置的溫度變化最大,即五層塔盤所在的位置,相對的,進(jìn)料板附近的溫度變化要小一些。細(xì)微的塔壓變化會引起較大的溫度變化,但是溫差變化卻又相對較小,因此可以通過調(diào)節(jié)壓力與溫差之間的關(guān)系,來控制苯塔內(nèi)塔壓變化給芳烴產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生的影響。endprint
2 抽提技術(shù)中壓力變化應(yīng)對策略
2.1 建立溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)
正如上文中所述,采用抽提技術(shù)制備芳烴產(chǎn)品的過程中,無論是溶劑回收塔還是苯塔,細(xì)微的塔壓變化會導(dǎo)致較大的塔溫變化。從圖1中可以看出,若貧溶劑中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持穩(wěn)定,則塔壓和塔溫之間的關(guān)系可以用一組近乎于直線的圖表來表示。若能將壓力和溫度控制在使貧溶劑中的水含量在6%的水平,就能使芳烴產(chǎn)品的萃取或蒸餾符合目標(biāo)。換言之,壓力變化將引起溫度變化,在控制壓力的同時對溫度也采取一定的手段進(jìn)行控制,從而使兩者保持穩(wěn)定的同步遞增或者遞減的關(guān)系,確保貧溶劑中水含量的百分比。根據(jù)這一原理,可以建立一個溫度壓力補(bǔ)償系統(tǒng),通過這一系統(tǒng)實現(xiàn)芳烴產(chǎn)品制備過程中的組份控制。該系統(tǒng)由溫度測量器、壓力變送器、調(diào)節(jié)器、溫差變送器等元件組成。當(dāng)溫度發(fā)生變化時,溫差變送器輸出相關(guān)信號,與壓力變送器輸出的信號通過電阻單元進(jìn)行匹配,接著主調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用,通過改變塔內(nèi)蒸汽流量,從而改變塔壓大小,最終使塔壓和溫度能夠成比例關(guān)系,反之當(dāng)塔內(nèi)壓力發(fā)生變化時,壓力變送器輸出信號,也通過電阻單元的匹配以及主調(diào)節(jié)器對塔內(nèi)蒸汽流量的調(diào)控,從而改變壓力大小。在實際操作過程中,需計算出符合需求的溫度、壓力補(bǔ)償系數(shù),否則該系統(tǒng)將難以發(fā)揮出較好的效果。
2.2 建立動態(tài)模擬體系
隨著科技的發(fā)展,對復(fù)雜的工藝流程進(jìn)行模擬從而解決實踐中存在的問題已成為一項重要工作方式。在國外化工行業(yè),用動態(tài)模擬方式解決工程問題已逐步發(fā)展成為一項較成熟的應(yīng)用技術(shù),而國內(nèi)這一方式仍然停留在科研階段,未能真正投入到企業(yè)實踐中。動態(tài)模擬技術(shù)是在穩(wěn)態(tài)模擬技術(shù)上發(fā)展而來的,集合熱力學(xué)模型、單元設(shè)備模型、控制系統(tǒng)模型等技術(shù)原理,通過數(shù)學(xué)算法建立模型,并在模型上運(yùn)行。芳烴產(chǎn)品的制備過程涉及溫度、壓力、溶劑比等多項因素,同時生產(chǎn)設(shè)備外部龐大內(nèi)部精細(xì),不但對工藝設(shè)計人員提出較高要求,而且對操作人員也提出了較高要求。在整個制備過程中任何一個環(huán)節(jié)遇到問題,輕則可能使企業(yè)停止生產(chǎn),重則可能釀成安全事故,例如生產(chǎn)過程中若沒有控制好塔壓,不但會造成生產(chǎn)出來的芳烴產(chǎn)品不符合市場需求,而且可能會對溶劑回收塔、苯塔等裝備本身帶來損害,埋下安全事故隱患。所以在解決壓力對芳烴產(chǎn)品時,可以通過動態(tài)模擬技術(shù)了解問題產(chǎn)生的根源,并在一定程度上提出解決方案。在設(shè)計動態(tài)模擬技術(shù)操作方案時,壓力和溫度以外的其他因素應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定,采用不同強(qiáng)度的壓力設(shè)計多項運(yùn)行方案,觀察其中溫度變化,以及生產(chǎn)出來的芳烴產(chǎn)品的質(zhì)量,然后對動態(tài)模擬過程中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,從而明確不同方案的優(yōu)劣,尋找最便捷有效的應(yīng)對策略。
3 結(jié)語
化工產(chǎn)品的生產(chǎn)制備過程極其復(fù)雜,涉及多方面因素,而且生產(chǎn)設(shè)備裝置也極其精細(xì)。芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)也不例外。根據(jù)制備工藝的不同,芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)原理有所不同,對裝置設(shè)備、外部環(huán)境以及生產(chǎn)原料等的需求也都有所不同。該文以抽提技術(shù)為例,圍繞芳烴產(chǎn)品生產(chǎn)過程中壓力對產(chǎn)品質(zhì)量帶來的影響開展討論。抽提技術(shù)可分為萃取工藝和蒸餾工藝,其中涉及的裝置主要由溶劑回收塔、蒸餾塔、苯塔等。在生產(chǎn)過程中塔內(nèi)壓力波動會引起溫度的變化,從而影響原材料的溶解度或者揮發(fā)性,最終對制備獲得的芳烴產(chǎn)品的純度和質(zhì)量產(chǎn)生影響。為降低壓力波動給芳烴產(chǎn)品質(zhì)量帶來的影響,該文認(rèn)為可以通過建立溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)對塔內(nèi)壓力和溫度進(jìn)行控制。同時可通過動態(tài)模擬技術(shù)對溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)的建立進(jìn)行模擬,更直觀的觀察壓力對芳烴產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生的影響,并在此基礎(chǔ)上制定應(yīng)對策略。
參考文獻(xiàn)
[1] 李燕秋,白爾錚,段啟偉,等.芳烴生產(chǎn)技術(shù)的新進(jìn)展[J].石油化工,2005,34(4):309-315.
[2] 張永銘,楊燾,劉博,等.動態(tài)模擬在芳烴抽提裝置設(shè)計中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程,2011,39(11):88-91,98.
[3] 張志良,肖慶偉.SED芳烴抽提工藝的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工,2008,39(4):41-45.
[4] 唐娟,任麗麗.先進(jìn)控制技術(shù)在芳烴抽提生產(chǎn)過程中的應(yīng)用[J].化工自動化及儀表,2012,39(7):964-966.
[5] 王健,孫津生.芳烴抽提過程的計算機(jī)模擬[J].化工進(jìn)展,2007,26(z1):110-113.
[6] 喻朝善.芳烴抽提蒸餾工藝運(yùn)行中存在的問題及對策[J].石油化工應(yīng)用,2008,27(3):72-74.endprint
2 抽提技術(shù)中壓力變化應(yīng)對策略
2.1 建立溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)
正如上文中所述,采用抽提技術(shù)制備芳烴產(chǎn)品的過程中,無論是溶劑回收塔還是苯塔,細(xì)微的塔壓變化會導(dǎo)致較大的塔溫變化。從圖1中可以看出,若貧溶劑中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持穩(wěn)定,則塔壓和塔溫之間的關(guān)系可以用一組近乎于直線的圖表來表示。若能將壓力和溫度控制在使貧溶劑中的水含量在6%的水平,就能使芳烴產(chǎn)品的萃取或蒸餾符合目標(biāo)。換言之,壓力變化將引起溫度變化,在控制壓力的同時對溫度也采取一定的手段進(jìn)行控制,從而使兩者保持穩(wěn)定的同步遞增或者遞減的關(guān)系,確保貧溶劑中水含量的百分比。根據(jù)這一原理,可以建立一個溫度壓力補(bǔ)償系統(tǒng),通過這一系統(tǒng)實現(xiàn)芳烴產(chǎn)品制備過程中的組份控制。該系統(tǒng)由溫度測量器、壓力變送器、調(diào)節(jié)器、溫差變送器等元件組成。當(dāng)溫度發(fā)生變化時,溫差變送器輸出相關(guān)信號,與壓力變送器輸出的信號通過電阻單元進(jìn)行匹配,接著主調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用,通過改變塔內(nèi)蒸汽流量,從而改變塔壓大小,最終使塔壓和溫度能夠成比例關(guān)系,反之當(dāng)塔內(nèi)壓力發(fā)生變化時,壓力變送器輸出信號,也通過電阻單元的匹配以及主調(diào)節(jié)器對塔內(nèi)蒸汽流量的調(diào)控,從而改變壓力大小。在實際操作過程中,需計算出符合需求的溫度、壓力補(bǔ)償系數(shù),否則該系統(tǒng)將難以發(fā)揮出較好的效果。
2.2 建立動態(tài)模擬體系
隨著科技的發(fā)展,對復(fù)雜的工藝流程進(jìn)行模擬從而解決實踐中存在的問題已成為一項重要工作方式。在國外化工行業(yè),用動態(tài)模擬方式解決工程問題已逐步發(fā)展成為一項較成熟的應(yīng)用技術(shù),而國內(nèi)這一方式仍然停留在科研階段,未能真正投入到企業(yè)實踐中。動態(tài)模擬技術(shù)是在穩(wěn)態(tài)模擬技術(shù)上發(fā)展而來的,集合熱力學(xué)模型、單元設(shè)備模型、控制系統(tǒng)模型等技術(shù)原理,通過數(shù)學(xué)算法建立模型,并在模型上運(yùn)行。芳烴產(chǎn)品的制備過程涉及溫度、壓力、溶劑比等多項因素,同時生產(chǎn)設(shè)備外部龐大內(nèi)部精細(xì),不但對工藝設(shè)計人員提出較高要求,而且對操作人員也提出了較高要求。在整個制備過程中任何一個環(huán)節(jié)遇到問題,輕則可能使企業(yè)停止生產(chǎn),重則可能釀成安全事故,例如生產(chǎn)過程中若沒有控制好塔壓,不但會造成生產(chǎn)出來的芳烴產(chǎn)品不符合市場需求,而且可能會對溶劑回收塔、苯塔等裝備本身帶來損害,埋下安全事故隱患。所以在解決壓力對芳烴產(chǎn)品時,可以通過動態(tài)模擬技術(shù)了解問題產(chǎn)生的根源,并在一定程度上提出解決方案。在設(shè)計動態(tài)模擬技術(shù)操作方案時,壓力和溫度以外的其他因素應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定,采用不同強(qiáng)度的壓力設(shè)計多項運(yùn)行方案,觀察其中溫度變化,以及生產(chǎn)出來的芳烴產(chǎn)品的質(zhì)量,然后對動態(tài)模擬過程中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,從而明確不同方案的優(yōu)劣,尋找最便捷有效的應(yīng)對策略。
3 結(jié)語
化工產(chǎn)品的生產(chǎn)制備過程極其復(fù)雜,涉及多方面因素,而且生產(chǎn)設(shè)備裝置也極其精細(xì)。芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)也不例外。根據(jù)制備工藝的不同,芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)原理有所不同,對裝置設(shè)備、外部環(huán)境以及生產(chǎn)原料等的需求也都有所不同。該文以抽提技術(shù)為例,圍繞芳烴產(chǎn)品生產(chǎn)過程中壓力對產(chǎn)品質(zhì)量帶來的影響開展討論。抽提技術(shù)可分為萃取工藝和蒸餾工藝,其中涉及的裝置主要由溶劑回收塔、蒸餾塔、苯塔等。在生產(chǎn)過程中塔內(nèi)壓力波動會引起溫度的變化,從而影響原材料的溶解度或者揮發(fā)性,最終對制備獲得的芳烴產(chǎn)品的純度和質(zhì)量產(chǎn)生影響。為降低壓力波動給芳烴產(chǎn)品質(zhì)量帶來的影響,該文認(rèn)為可以通過建立溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)對塔內(nèi)壓力和溫度進(jìn)行控制。同時可通過動態(tài)模擬技術(shù)對溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)的建立進(jìn)行模擬,更直觀的觀察壓力對芳烴產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生的影響,并在此基礎(chǔ)上制定應(yīng)對策略。
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[5] 王健,孫津生.芳烴抽提過程的計算機(jī)模擬[J].化工進(jìn)展,2007,26(z1):110-113.
[6] 喻朝善.芳烴抽提蒸餾工藝運(yùn)行中存在的問題及對策[J].石油化工應(yīng)用,2008,27(3):72-74.endprint
2 抽提技術(shù)中壓力變化應(yīng)對策略
2.1 建立溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)
正如上文中所述,采用抽提技術(shù)制備芳烴產(chǎn)品的過程中,無論是溶劑回收塔還是苯塔,細(xì)微的塔壓變化會導(dǎo)致較大的塔溫變化。從圖1中可以看出,若貧溶劑中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持穩(wěn)定,則塔壓和塔溫之間的關(guān)系可以用一組近乎于直線的圖表來表示。若能將壓力和溫度控制在使貧溶劑中的水含量在6%的水平,就能使芳烴產(chǎn)品的萃取或蒸餾符合目標(biāo)。換言之,壓力變化將引起溫度變化,在控制壓力的同時對溫度也采取一定的手段進(jìn)行控制,從而使兩者保持穩(wěn)定的同步遞增或者遞減的關(guān)系,確保貧溶劑中水含量的百分比。根據(jù)這一原理,可以建立一個溫度壓力補(bǔ)償系統(tǒng),通過這一系統(tǒng)實現(xiàn)芳烴產(chǎn)品制備過程中的組份控制。該系統(tǒng)由溫度測量器、壓力變送器、調(diào)節(jié)器、溫差變送器等元件組成。當(dāng)溫度發(fā)生變化時,溫差變送器輸出相關(guān)信號,與壓力變送器輸出的信號通過電阻單元進(jìn)行匹配,接著主調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用,通過改變塔內(nèi)蒸汽流量,從而改變塔壓大小,最終使塔壓和溫度能夠成比例關(guān)系,反之當(dāng)塔內(nèi)壓力發(fā)生變化時,壓力變送器輸出信號,也通過電阻單元的匹配以及主調(diào)節(jié)器對塔內(nèi)蒸汽流量的調(diào)控,從而改變壓力大小。在實際操作過程中,需計算出符合需求的溫度、壓力補(bǔ)償系數(shù),否則該系統(tǒng)將難以發(fā)揮出較好的效果。
2.2 建立動態(tài)模擬體系
隨著科技的發(fā)展,對復(fù)雜的工藝流程進(jìn)行模擬從而解決實踐中存在的問題已成為一項重要工作方式。在國外化工行業(yè),用動態(tài)模擬方式解決工程問題已逐步發(fā)展成為一項較成熟的應(yīng)用技術(shù),而國內(nèi)這一方式仍然停留在科研階段,未能真正投入到企業(yè)實踐中。動態(tài)模擬技術(shù)是在穩(wěn)態(tài)模擬技術(shù)上發(fā)展而來的,集合熱力學(xué)模型、單元設(shè)備模型、控制系統(tǒng)模型等技術(shù)原理,通過數(shù)學(xué)算法建立模型,并在模型上運(yùn)行。芳烴產(chǎn)品的制備過程涉及溫度、壓力、溶劑比等多項因素,同時生產(chǎn)設(shè)備外部龐大內(nèi)部精細(xì),不但對工藝設(shè)計人員提出較高要求,而且對操作人員也提出了較高要求。在整個制備過程中任何一個環(huán)節(jié)遇到問題,輕則可能使企業(yè)停止生產(chǎn),重則可能釀成安全事故,例如生產(chǎn)過程中若沒有控制好塔壓,不但會造成生產(chǎn)出來的芳烴產(chǎn)品不符合市場需求,而且可能會對溶劑回收塔、苯塔等裝備本身帶來損害,埋下安全事故隱患。所以在解決壓力對芳烴產(chǎn)品時,可以通過動態(tài)模擬技術(shù)了解問題產(chǎn)生的根源,并在一定程度上提出解決方案。在設(shè)計動態(tài)模擬技術(shù)操作方案時,壓力和溫度以外的其他因素應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定,采用不同強(qiáng)度的壓力設(shè)計多項運(yùn)行方案,觀察其中溫度變化,以及生產(chǎn)出來的芳烴產(chǎn)品的質(zhì)量,然后對動態(tài)模擬過程中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,從而明確不同方案的優(yōu)劣,尋找最便捷有效的應(yīng)對策略。
3 結(jié)語
化工產(chǎn)品的生產(chǎn)制備過程極其復(fù)雜,涉及多方面因素,而且生產(chǎn)設(shè)備裝置也極其精細(xì)。芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)也不例外。根據(jù)制備工藝的不同,芳烴產(chǎn)品的生產(chǎn)原理有所不同,對裝置設(shè)備、外部環(huán)境以及生產(chǎn)原料等的需求也都有所不同。該文以抽提技術(shù)為例,圍繞芳烴產(chǎn)品生產(chǎn)過程中壓力對產(chǎn)品質(zhì)量帶來的影響開展討論。抽提技術(shù)可分為萃取工藝和蒸餾工藝,其中涉及的裝置主要由溶劑回收塔、蒸餾塔、苯塔等。在生產(chǎn)過程中塔內(nèi)壓力波動會引起溫度的變化,從而影響原材料的溶解度或者揮發(fā)性,最終對制備獲得的芳烴產(chǎn)品的純度和質(zhì)量產(chǎn)生影響。為降低壓力波動給芳烴產(chǎn)品質(zhì)量帶來的影響,該文認(rèn)為可以通過建立溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)對塔內(nèi)壓力和溫度進(jìn)行控制。同時可通過動態(tài)模擬技術(shù)對溫度壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)的建立進(jìn)行模擬,更直觀的觀察壓力對芳烴產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生的影響,并在此基礎(chǔ)上制定應(yīng)對策略。
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