[发明专利]变压精馏分离苯与异丁醇混合物工艺及动态控制方案

说明书

本发明为变压精馏分离苯与异丁醇混合物工艺及动态控制方案。本申请所分离的体系为在低压下形成最低共沸物，高压下形成最高共沸物，先在常压塔分离最低共沸物，塔顶产品进入加压塔二次精馏分离最高共沸物。本发明利用苯和异丁醇共沸特性随压力变化规律，发明了一种可以实现变压精馏分离苯与异丁醇共沸体系工艺稳健控制的动态方案，该动态控制方案可以较好的处理±25％进料流量扰动和±25％进料组成扰动，具有较强的鲁棒性和稳定性。

技术领域

本发明属于化工行业的分离纯化领域，具体涉及一种变压精馏分离苯与异丁醇混合物工艺及动态控制方案，尤其适用于先常压后高压且高压塔塔底循环的变压精馏工艺的动态控制。

背景技术

工业上在某种油漆的生产过程中产生大量的苯-异丁醇混合物，造成极大的资源浪费，实现苯和异丁醇的有效分离对于溶剂回收，资源利用具有很大的经济效益。苯与异丁醇的共沸行为随着压力升高而发生变化，即在低压范围内为最低共沸物，在高压范围内最高共沸物。采用塔顶循环的先常压后高压的变压精馏工艺，可以有效的实现异丁醇-苯特殊共沸物的有效分离。实现精馏稳态工艺的有效控制是当今精馏分离方法的研究热点。

专利(CN106916050A)公开了一种用于低碳混合醇的分离系统及其使用方法，适用于低碳混合醇的脱水，该专利给出了单塔精馏分离的单塔动态控制策略，相较于本专利的双塔变压控制，单塔控制需要控制的变量少而简单，控制难度低于本专利。

专利(CN201006332Y)和专利(CN106110700A)公开了一种精馏塔控制系统，该控制系统仅能实现单塔控制，且并未给出精馏塔具体分离物质类别，与本申请的双塔变压精馏动态控制难度想去甚远。

本申请所分离的体系为在低压下形成最低共沸物，高压下形成最高共沸物，先在常压塔分离最低共沸物，塔顶产品进入加压塔二次精馏分离最高共沸物，在塔顶得到高纯度的苯产品，塔底得到最高共沸组成的异丁醇-苯混合物循环回常压塔继续精馏。本发明利用苯和异丁醇共沸特性随压力变化规律，发明了一种可以实现变压精馏分离苯与异丁醇共沸体系的工艺稳健控制的动态方案。

发明内容

[要解决的问题]

针对变压精馏工艺特点以及苯与异丁醇体系随压力变化呈现出不同共沸行为的问题，本发明专利要解决的科学问题如下：

本发明的目的是提供一种适用于高压塔塔底物料循环的变压精馏工艺的动态控制方案。

本发明的另一目的是提供一种先常压后高压的塔底循环变压精馏工艺。

本发明的另一目的是提供所述控制方案在分离苯与异丁醇体系的应用。

[技术方案]

本发明的技术方案为：变压精馏分离苯与异丁醇混合物工艺及动态控制方案，其特征在于所述分离苯与异丁醇混合物的变压精馏工艺为高压塔塔底物料循环的变压精馏工艺，所述变压精馏分离苯与异丁醇混合物工艺的动态控制方案为高压塔塔底物料循环的变压精馏工艺的动态控制方案。

高压塔塔底物料循环的变压精馏工艺主要包括以下步骤：

(1)常压精馏过程：待分离苯与异丁醇混合物自中部进入常压塔T1，再沸器E1对常压塔T1塔釜液升温，塔底得到产品异丁醇，塔顶蒸汽经C1冷凝器冷凝一部分回流返回常压塔T1，一部分进入高压塔T2进行二次精馏；

(2)高压精馏过程：来自常压塔T1塔顶的物流由泵P1自中部进入高压塔T2，再沸器E2对高压塔T2塔釜液升温，塔顶蒸汽经C2冷凝器一部分回流返回高压塔T2，一部分作为高纯度的苯产品采出，塔底物流经阀门V1进入常压塔T1进行循环精馏。

高压塔塔底物料循环的变压精馏工艺的动态控制方案，主要包括以下控制结构：