上一期,我們成功得到了.dynf的動(dòng)態(tài)模擬文件(點(diǎn)擊即可跳轉(zhuǎn):Aspen Plus Dynamics(一):穩(wěn)態(tài)模擬到動(dòng)態(tài)模擬的轉(zhuǎn)變),雙擊文件即可正式進(jìn)入Aspen Plus Dynamics軟件。下面是軟件的界面,我將它主要分為了幾部分,頂部菜單欄(尤其重要的是被綠色框住的部分,與Aspen Plus的Run、Reset類(lèi)似),流程窗口(與Aspen Plus的流程窗口類(lèi)似)、模擬信息窗口(類(lèi)似于Aspen Plus的控制面板,提供動(dòng)態(tài)模擬過(guò)程的信息)、模塊窗口(類(lèi)似于AspenPlus當(dāng)中的單元模塊,只不過(guò)這里主要用到的是控制器模塊,注意右下角的綠色方塊,它代表模擬正常,如果顯示紅色方塊代表模擬有問(wèn)題),以及左側(cè)的Exploring窗口(也和Aspen Plus左側(cè)窗口類(lèi)似)。
文件的初步檢查
認(rèn)識(shí)完界面以后,我們首先要對(duì)打開(kāi)的文件進(jìn)行初步的檢查,檢查有以下兩步,第一步,進(jìn)行Initialization初始化運(yùn)行,以確保整個(gè)導(dǎo)入的流程設(shè)定正常;第二步,進(jìn)行Dynamic動(dòng)態(tài)運(yùn)行,確保積分器工作正常。
首先將頂部菜單欄的Dynamic調(diào)整為Initialization,然后點(diǎn)擊右邊的Run按鈕運(yùn)行,如下所示,如果運(yùn)行正常無(wú)誤,則會(huì)彈出“The run is completed”。
第二步,將Initialization修改回Dynamic,再次點(diǎn)擊Run按鈕運(yùn)行,此時(shí)查看模擬信息窗口,會(huì)不斷更新模擬信息,并且在右下角,會(huì)出現(xiàn)綠色方塊,方塊右側(cè)會(huì)展示動(dòng)態(tài)模擬的時(shí)間。如果能正常運(yùn)行那就說(shuō)明沒(méi)有問(wèn)題,點(diǎn)擊Pause按鈕即可停止。
以上兩步順利完成即說(shuō)明原始文件沒(méi)有問(wèn)題,可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。
精餾塔控制方案講解
要進(jìn)行精餾塔的動(dòng)態(tài)模擬,首先需要了解精餾塔的控制方案,精餾塔控制方案種類(lèi)很多,較為有代表性的常見(jiàn)的原則方案主要有:提餾段溫控方案、精餾段溫控方案、溫差控制及雙溫差控制方案等。
當(dāng)我們打開(kāi).dynf文件時(shí)可以發(fā)現(xiàn)默認(rèn)已經(jīng)給精餾塔添加了三個(gè)控制器,分別是塔頂壓力控制器,回流罐液位控制器和塔釜液位控制器。這三個(gè)基本控制器的控制原理是這樣的:通過(guò)調(diào)節(jié)塔頂冷凝器負(fù)荷來(lái)穩(wěn)定塔頂壓力,通過(guò)調(diào)節(jié)塔頂出料閥來(lái)穩(wěn)定回流罐液位,通過(guò)調(diào)節(jié)塔底出料閥來(lái)穩(wěn)定塔釜液位。
除了以上三個(gè)基本控制外,還缺少進(jìn)料流量控制器、塔板溫度控制器,也就是一共五個(gè)基本控制。我們根據(jù)名字也可以大概猜到,上面提到的三個(gè)原則控制方案主要就是依據(jù)塔板溫度控制方案的不同進(jìn)行區(qū)分的,其他的控制基本上是一樣的。
提餾段溫控方案
首先說(shuō)提餾段溫控方案,它將提餾段塔板溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo),通過(guò)調(diào)節(jié)再沸器負(fù)荷來(lái)控制塔板溫度。如果說(shuō)我們對(duì)塔底產(chǎn)品質(zhì)量要求較高,那么就可以選擇提餾段溫控方案;還有就是如果干擾主要進(jìn)入提餾段,例如液相進(jìn)料,那么提餾段溫控方案也會(huì)比較及時(shí)。
精餾段溫控方案
精餾段溫控方案則將精餾段塔板溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo),通過(guò)調(diào)節(jié)回流量來(lái)控制塔板溫度。和提餾段溫控方案類(lèi)似,如果說(shuō)我們對(duì)塔頂產(chǎn)品質(zhì)量要求較高,那么就可以選擇精餾段溫控方案;如果干擾主要進(jìn)入精餾段,例如氣相進(jìn)料,那么提餾段溫控方案也會(huì)比較及時(shí)。
雙溫差控制方案
如果對(duì)于塔頂、塔底產(chǎn)品沸點(diǎn)差不大,且對(duì)產(chǎn)品純度要求很高時(shí),就需要采用溫差控制或者雙溫差控制。使用溫差控制還避免了因?yàn)樗鹤兓鸬臏囟茸兓?,因?yàn)樗鹤兓瘜?duì)不同的塔板上溫度的影響基本上是相同的,取塔板溫度相減就可以消除塔壓波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。其次,當(dāng)負(fù)荷變化時(shí),塔板壓降會(huì)隨著負(fù)荷遞增,由壓降引起的溫差信號(hào)也會(huì)變大,為了抵消這種因負(fù)荷引起的溫差變化,就可以采用雙溫差控制,分別在精餾段和提餾段選取溫差信號(hào),然后再進(jìn)行相減。
當(dāng)然以上精餾塔控制方案只是基本的原則方案,我們還可以在其基礎(chǔ)上添加或者修改一些控制器,例如添加回流量與進(jìn)料量的比例控制、組分控制、組分/溫度串級(jí)控制等等,可以增加控制的穩(wěn)定性和有效性。
而我們所要模擬的案例,因?yàn)檫M(jìn)料是純液相進(jìn)料,因此我們選擇的是提餾段溫控+回流量與進(jìn)料量比例控制的控制方案,如上圖所示。
以上就是本期所有內(nèi)容,從這些控制方案當(dāng)中也可以發(fā)現(xiàn)塔板溫度控制很重要,但是一個(gè)塔有這么多的塔板,我們應(yīng)該如何選擇合適的塔板呢?下一期將為大家解答這個(gè)問(wèn)題。
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