炼
田年
油
技
月术
与
工
程
王
月
刃卫刊
第
卷
第期
社篡搏
赫
、
模
拟移动床 态模动型 施 大鹏
,
俞 金
寿
,
谭
忠
永“
东华理 工 学 大动自化 研究 所 海 上市
刀
中
国 石化镇海 炼油 化 工 股份有 限 司 公浙 省宁波市江,
价
,
摘
在 机要 理 分析 的 基础 上采 用 接直字数仿真 模型 对曰 明 模 拟移动 吸床附 过程 进 行 模拟了并 成 功 应 用
于海 炼镇 油化 股 份工有 限 公 司
关的 健 词模拟 移 床动
装
仿置 真 统 系线 的性
。吸
附 分离
模型
为了开发 海镇 炼油 化 工 份股 限有公 司置 真仿 统系本 文以 该装置 的
, ,、
装
床层分区 根
四 种据主 要 物 料 人进 和排 出 模 拟 动 床移的
,
乃
, 模拟 动移床位置
附塔吸为 研 究 象 根对 据 生产 需求 从 过 程 的 理
机
进,料
、
抽余
液
、
脱 附
剂。
、
抽
每个出
口区
分
析 发出综 合 化 工 艺 控 制理论工 及 算 机计 多
等域领中较 新 的 理 论与方 法 立 其建动 态数 学 模型
,,
液 股四物 料 将床层 分 四 个为 主要 区 域 域起 不 同作 用
①解 吸 位 区于脱 剂附进
间 一的段是
,
,
并以 该模 型 为 础基开 发 仿真 系 统 在 工 业装置 上
口
和抽出 液
出。
之,
实
。现
,
从 体 孔 中固 解 的 区吸
域,
精② 馏区位 于抽 出 液出 与 口 料原进
材技 概述
口之术间
组
分 在 该 内得区到 提纯因 该 此 为区提纯区
艺工 介
简精
馏区 ,
,
,
。分离
合 二混甲 苯 四种 构 异体 的工 业方 法 中 物 理过 程主要 有深冷 结 法
晶
,、
③吸 , 区附是 料 原进一
段
。
口
和抽余 液出 之 间 口的
、
该区 从是 液 相吸 附中
组 。分的 域区
。
络
合 分 法离吸 附 分离 法其 次 还 有 晶共磺 化 等
、
④缓
冲区 位 于抽 余液 口 出 脱和附 剂 进
间的一段
,
口
之 法方 其中 以 吸 分 附 法离最 为 进先目 世前界 主
上要美有
国工
艺。
,
区 的该 功能 是隔 开 域 区和 ①③ 此
。因
的艺和法工国
的
称为缓 冲区
模
拟 移 床操动作 方式 如 图
装置吸 附分 工艺见详文
其,中
。
代
表,
镇 海 炼 化 工 股 油 份有 限 公 司 离部 分 在 内国首次 采 用
,
代
表 其 同分 异 体构
脱附剂
,
为 脱附剂
的
献「 」模 拟 动移 床 填中充 的 吸 剂附 固定不 动 而 液 流 进 口 出 位 置周的期 性 沿 地 着液体 动流 方向改
变 以 达到 体流 吸 与 附剂 相对 运 动 的效 果以 此 来
,,
①
抽
液出 进料人 进
量料 流体液
酬 幸「
④
模
拟 固 体和 液体 相 向
移 的动作
用 ,,
。
因
此从效
,果,
,
今
一 「墨
上
看 过程该 连是续 的 达 了 到移 动床 的 果 但
巍
效 液成体 分
既
床 层 本 身 固是定 的对 吸 附 剂不会 成 造 损磨 又
能通 过 细 填充仔 吸 附 尽 可剂能 液 流使在 床 层 中均匀
图
模 ,拟 移动床 及其 床 浓 度 分 布层 示 意
分
布 减少 沟 流与 返 混 提 高离分 效果 同 时 又
保 留了 移 床动 作操连 续 质量 稳 定 理 量处大 便 于自 化 动 作 的操优 点 。
,
,
,
,
,
收
日期稿
一
一
。
乃
产
过
通序顺制控
系。
作
者简介 施大 鹏 华 东理工 大 学 自 动化研 究 所 博士 研 生
洛 究 阳石化 工 程公 司仪 电 高级 工室 程
。
,师
,
从
石 事 过 程化 型
模
统 制 控的
套程 控 自阀 上而 下切换 阀 实来现
化仿真 及先 控进技术 开制发 工作
、
。91492-00 1hCina Acaedicm Juoran Ellcetonri PublichsnigHo su.e lAlri htgs eserrev.
dhtt:p//ww.wcnk.nite
炼
油
技术
与
工
程,
么刃
年第
卷
工 ,艺 以有 下特点微 理处机 监控 的 独
单在
实计算 中际 取消式
的二 中导阶数项
的开 关 阀应 用 罗 曼 光 谱测出 的纵塔 浓 向 可度
,
,
采 用适合
的相一 并致 用
。,
值使计算 模 型 实 际 的与返 混 程 度
一
,
使 工
艺 达 最到 化优 部内 分配 板的 优 化件 被 内设计 成易 组 的 装兼有 好良 的流 动 分布性 可 死把 区
减到小最
。,
,
,
一
,
。
,代替
式到
、得
式 中,的,
击,,
。
联
立
二
,
口
,
。‘
一,
,
尸
一】 一
习
一
、
。
,,
数
学 模 型的 建立节 沿轴向 分为
〕
一
,上
式适用 全于塔 但不 的同 吸附 区 相液 流量 口不
同
。
本 文 采用 直接数 字 仿真 性 系 线统将 每个 塔 个 向长 度 轴为,
、
的
元微 体假设 ,
,由
于从 ②区 进 人③区 和 从 ④区 进 人① 区 的 液
相 物料 加因 料和 补充 脱 剂附其 液 相 浓度 会发 改生 变因 此 需要 下 列 两式计 算 ③④ 吸 附 区
人
、
,每一 个 床 层微 元 体为 理 想 混 池 认合为 每 微个
元体 液 内相 浓 度的 温度 及 吸 附 的 吸剂 附 量为 一
均,
口进
行 物料算 衡 见
。图
浓度
②
④
本, 模型 对模拟 移动 床操作 以作下 几 点假定
附过 吸 程为 等 温过 程
。②口
④
口
③二,
③
③
,
。。
。
③
,
口床 填 层 均充 匀
无 向浓径度梯 度 传 质 系 和 数物 化 数参 与液 相 组 成 关
无①一
⑤ 惬
。
积分 算 以 计 模 上 可 以 得型 到吸 附 塔各 床
组层 分 浓度 的 动态
值
,,
。
计算
按 实照 际模 拟 移 动床的
,
操作方式 进行为 了 方便 计 算 时 进出口 位 置保 持
不 变 床 浓 层分度 布数 据 根 据 步进 期周移 动 一个 塔 节
。
进时步 间每
个
,,
将换变 后的 床 层 度 浓 分布值 作 为 初 值进行 一
③
一 ②
下 一个 积 周分期 的 计 算
。图
层床 元体 微 示意
单位
时 间 元 微体
中组的分料物 为。
模,型 算结计果
本文 提 出的 模拟 移动 床 模 型 可 分以析
,
①
主物流 微人元 体 量 ②主 的物 流出 微 元 的量
工体
,
,十
击,
业
装 置 附 吸塔的 动态 过 程 仿真 试验 表明 模 型
计
③ 轴 相 扩散人 微 元体 的量 ,
算值 和 计设值 趋 势 同相数 接值 近 见 表
表差为 对相误
差
。
,,
。
浇
击各 中组分 浓度值 均 为 物 质 的 浓 量 误
度可 以 到 看态动模 型在 运行 时 刻 的某,
,
④轴 相 , 扩 出 散微元 体的量 ⑤ 液固 两相 传 递 量
川
滋
氏
,,
击向③
一
一
。
从表均小 于
线 曲见 图日 甲
盆 崛甲锐 侧
元 体微中 料物了 变 的 率化为
瞬
时 值与设 计 值相 比 绝 大部分 数 据 的 对 误 差
相,
欣
。
、
① 护
。
,③
。
一
④,
⑤
乱
一一
可 以
足 满 训培仿 真 系 统要 的求
。
整理得
到 型模 计算 出 的 各 组分 度浓 吸 沿附塔 轴 分 布
向
。欣
压己
脚欣
,芳在烃
装
置 操作 浓 度范 围内 吸 附 推
其名 李娜 馒
洲
力 基 动 为本线 性雨
,
。尽
、刁
,
一
,
芍
与 固为相 度平浓衡 的 液 浓相 度它与 芍 固相 浓度 的关 符合系亨 利定律 式中。
,层 号
床
从
,芍
,
图
吸 塔附 各 组分浓 度 向轴 分布 线
曲
199-2040 China 1Aadcmec iournalJE letcronic uPlbsihign ousH.e Allr giht sesrreve.
dtth:/p/ww.wnck.ine
t
第
期
施
大 鹏 等表
床
层 设数计值 计算值误 差 计设 计算值值了 差 设计误值计算值 误 差 设 值 计算计 误差值
,, , ,
以
模
移拟动 床 动态 模型
各
组分 设 计值 和瞬 时 计 算值 对 相 差
印误 田加
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肠,
〕
叉
为
劝
肠
以
结
论
装 置 的
针,对 海镇炼油 化工 股 份有 限 司
公,
模拟移 动 床 吸附 从 机 理塔 出 发 综合设 计
装 数置 建 立 据了 其 态 动 模 型主要 特点 有采 用 线 性 推动 吸 附力 型 模及 合符亨 定利律 的线 性 吸附等温 线 模对 型行 进理 合简 化使符其仿 合 实真 性时要 求同时 精 也度符 合求要用
装 数置据对 传 系质 数的 文 值献 进行 校正 更 接 近 实际装 运 行状置态 ,
,
, ,
,
,
。
本 模 型 应 用 已于镇 海 炼 油 化 工 份 有 限股 公司 装 置仿 真 系 统 并 实 际 应 用 中在 得 了获 较好
—分 认第 微 体元 相 液流 『率— 液 相 流 速 — 床 层 耐高度— 液相 度 密 — 第 了微元体组 液相浓度 时分, —层床有 效 扩散系 数 澎 — 第微 体元组 吸 附平 衡 常 分 数城— 时 间 —微元体 体 衬 —积 床 层 空隙 —液 相率密 度酬 时—
,,, ,
第
微 体 元组
固相 浓 度
,
月
衬
了
,
,
,
,
,
,
,
。
,
。
参
考 文
谭献 永 忠施大 鹏 炼油 技 术 与工
程
,
效果
。,
,
,
巧
一
。
振 叶华 工 化吸附分 离过 程 北 中京国 化石 出 社版
,卯
, 号说 符明
进 料浓—度 一 第 微 元体 尽 —。
卜,
,
床 截 层面 积 扩韶 组分传 质系
数
,
,卫金 东等
玲之一
石
炼 油制 与化
工行
,
,
,别
二
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丫
,
一
’
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,
,
一
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,
,
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,
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。
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,〕
妙对艺刀巧
护
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刀了 脚
口召
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嗯,
甲
,
, 1949-2001 hCia AcndameicJ ourna Electlonicr ublPsihig Hnuoes. All irhtgs reersedv.
tth://pwwwc.ki.nnt
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国 石化镇海 炼油 化 工 股份有 限 司 公浙 省宁波市江,
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一
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,由
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、
,每一 个 床 层微 元 体为 理 想 混 池 认合为 每 微个
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均,
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浓度
②
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③
,
。。
。
③
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口床 填 层 均充 匀
无 向浓径度梯 度 传 质 系 和 数物 化 数参 与液 相 组 成 关
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,,
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,
①
主物流 微人元 体 量 ②主 的物 流出 微 元 的量
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,
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表差为 对相误
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,,
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度可 以 到 看态动模 型在 运行 时 刻 的某,
,
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一
一
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从表均小 于
线 曲见 图日 甲
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、
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,
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