运用HYSYS对背包式反应精馏过程控制的仿真

果 与中 试 结 果 一 致 。
侧反应 器 。 由于 反应 发 生 在 塔 外 ， 塔 外 反 应 器 而
的形式 、 积 、 作 条件等 都可 以根 据具 体工 艺 要 体 操
求进行 调 节 ， 以具 备 了最优 的反应 条件 。 所
背 包 式 反 成 精 馏 结 构 既 保 留 了 传 统 反 应 精 馏
图 １ 苯 氯 化 背 包 式 反 应 精 馏 简 易 流 程
２ ＨＹＳＹＳ模 型 建 立
氯化 苯及 副 产 品二 氯 苯 （ 要 是 邻 二 氯 苯 ， 二 主 对
氯苯 ） 其 化学反 应式 如下 ： ，
Ｆ ＣＩ ｅ ３
２ １ 稳 态 模 型 ．
使 用 ＨＹ Ｙ Ｓ Ｓ软件 实 现 化 工 过 程 稳 态 模 拟 的
分 离 条 件 不 一 致 的 物 系 以 及 高 耦 合 度 等 局 限
性 。 化 工 模 拟 软 件 Ｈ Ｓ Ｓ 由 于 在 动 态 模 拟 方 ＹＹ
面 的优势 被广 泛 应 用 。郭 广 智 等人 将 Ｈ Ｓ Ｓ应 ＹＹ
用 于 二 甲 苯 塔 的 动 念 研 究 并 指 导 装 置 生 产 ； 土
台数进 行 分 配 后 进 入 反 应器 ） 反 应 器 内 的 物 质 ，
再 回 流 到 塔 内 。精 馏 塔 侧 相 采 出 为 全 液 相 ， 入 进
亮等 人利 用 Ｈ Ｓ Ｓ对丙 烯 丙 烷 精 馏 塔 进 行 了动 ＹＹ
态 流 程 模 拟 ， 究 了 有 干 扰 存 在 的 情 况 下 整 个 塔 研 的 动 态 响应 情 况 ； 小 龙 利 用 ＨＹ Ｙ 沐 Ｓ Ｓ对 乙 酸 和 丁 醇 生 成 乙 酸 丁 酯 反 应 精 馏 进 行 了 模 拟 ， 拟 结 模
收 稿 日期 ：０ １ ３ ０ （ 改 稿 ） ２ １ — －６ 修 ０ 基 金 项 目 ： 苏 省 高 校 重点 基 金项 目（ ９ Ｊ ５ ０ ０ ） 江 ０ Ｋ Ａ ３０ ４
氯 化 苯 的 沸 点 为 １ ２ ２Ｃ， 氯 苯 的 沸 点 在 ３．￣ 二 １２ 以 上 ， 的 沸 点 为 ８ ． 故 苯 氯 化 体 系 属 ７℃ 苯 ０ １Ｃ， ｑ 于原 料和产 品 易分离 体 系 ， 合反 应精 馏结 构 。 适 １ ２ 苯 氯 化 背 包 式 反 应 精 馏 ．
背包 式反 应精馏 技术 生 产氯 化苯 的简 易 流程
６Ｏ ８
化
工
自 动
化 及
仪 表
第３ ８卷
．
加 单元操 作 ；
ｄ． 加 入 相 应 的控 制 器 。
ｄ 利 用 物 流 连 接 各 单 元 操 作 组 成 完 整 的 生 ．
Ｃ ｌ Ｈ Ｃ ＋ＨＣ １ （ ） １ （ ２）
Ｃ ＋Ｃ Ｈ ｌ Ｃ Ｈ５ Ｉ ｌ 一 Ｃ ＋ｃ ２ ６
主要 步骤 如下 ：
ｃ Ｈ４ Ｉ ６ Ｃ ２＋ＨＣ Ｉ
ａ 对 流程模 拟 进 行 基 本设 置 ， 括单 位 、 ． 包 物 料 的组 分 、 性 、 应 等 ； 物 反 ｂ ．建 立 和 定 义 所 有 已 知 的进 料 物 流 和 能 量 流 ；
耦 合技 术 的优 势 又 克 服 了其 局 限性
， 而 利 然
用 Ｈ Ｓ Ｓ对背 包式 反应 精馏 的模 拟研 究却 很 少 。 ＹＹ 为此 ， 笔者运 用 Ｈ Ｓ Ｓ模 拟背 包式 反应 精馏 生 产 ＹＹ
氯 化 苯 过 程 ， 立 稳 态 和 动 态 模 型 ， 且 比较 了 各 建 并 种 控制 策 略及其 控制 效果 。 １ 背 包 式 反 应 精 馏 结 构 １ １ 苯 氯 化 反 应 机 理 ． 苯 氯 化 反 应 的 生 产 原 料 是 苯 和 氯 气 ， 品 为 产
中图分类号 Ｔ ２３ Ｐ ７
动 态模 型 控 制 策略
文 献 标 识 码 Ａ 文 章 编 号 １ ０ —９ ２ ２ １ ０ —６ ９０ ０ ０ ３ ３ （ ０ｌ ） ６０ ７ —４
反 应 精馏 是 一 种耦 合 化 工过程 ， 它具 有 流 程
简单 、 作 费用 较 低 、 大 可逆 反 应 的转 化 率 、 操 增 增
第 ６期
柏 杨 进 等 ． 用 Ｈ Ｓ Ｓ对 背 包 式 反 应 精 馏 过 程 控 制 的仿 真 运 ＹＹ
６９ ７
运 用 Ｈ Ｓ Ｓ对 背 包 式 反 应 精 馏 过 程 控 制 的 仿 真 Ｙ Ｙ
柏 杨 进 薄 翠 梅 丁 良 辉 仆 乔 旭 岫 张 公 民
（ 南京 工 业 大 学 ａ 自动 化 与 电 气 工 程 学 院 ；． 学 化 工 学 院 ， 京 ２ １ １ ２ 东 华 工 程 科 技 股 份 有 限 公 司 ， 肥 ２０ ２ ） １ ． ｂ化 南 １８６； 合 ３ １４
如 图 １所 示 ， 中 ｋ表 示 第 级 、 其 ， 第 级 塔 板 ； ｎ 为 精 馏 塔 塔 板 数 ； 为 反 应 器 台 反应 的选 择性 及 避 免 飞 温 等 优 点 ， 该 技 但
术 也 有 反 应 和 分 离 能 力 不 匹 配 、 适 用 于 反 应 和 不
别 为 氯 气 进 料 对 第 １ ２ … ， 台 反 应 器 的 分 配 ，， Ⅳ 比。塔 顶 物质经 冷 凝 器 冷凝 后 ， 气体 Ｈ １ 入 回 Ｃ 进 收装置 ， 凝下 来 的 馏 出 物 与进 料 苯 混 合进 入反 冷
应 器 １之 后 ， Ｃ 应 （ 料 Ｃ 根 据 反 应 器 的 与 ｌ反 进 ｌ
摘
要
利 用 化 工 模 拟 软 件 Ｈ Ｓ Ｓ对 背 包 式 反 应 与 精 馏 苯 氯 化 过 程 分 别 进 行 稳 态 和 动 态模 拟 ， 在 动 Ｙ Ｙ 并
态模 拟 的 基 础 上 ， 析 比较 了 ３种 不 同控 制 策略 在 进 料 扰 动 情 况 下对 苯 氯 化 过 程 的控 制 效 果 。 分 关键 词 背 包式 反 应 精 馏