酒精精馏塔温度内模解耦控制系统的研究

发布时间：2025-05-11 05:50

　　精馏是化工行业生产过程的一个重要环节,对于酒精精馏塔中酒精的产出具有十分重要的影响。因其反应过程中塔内温度的不稳定相互耦合,使产出的酒精不纯或产出量少,直接影响工厂酒精的产量和质量,且精馏塔作为多输入多输出对象,内在机理复杂,控制要求多,控制难度大。本课题酒精精馏塔温度控制系统的研究对于解决精馏塔中温度耦合现象和提高酒精产量具有重要的意义。该课题以中粮生化能源(肇东)有限公司的精馏塔为研究背景,将精馏塔温度控制系统作为研究对象,通过对其工艺的分析,将精馏塔的塔顶出口温度和塔釜出口温度作为被控对象,由于精馏过程内在机理复杂,控制要求多,且被控对象具有非线性、大滞后和强耦合的特点,难以建立精确的数学模型。所以首先建立精馏塔近似数学模型,并分析其温度控制系统的耦合程度,再对精馏塔塔顶塔釜温度串级控制系统仿真,控制系统的温度显示出较强的耦合现象,因此采用前馈解耦的控制方式,对控制系统两端温度进行解耦仿真控制,结果显示控制效果明显。最后通过内模解耦的控制方式,解决模型不确定的系统,结果表明系统具有较好的稳定性和解耦效果。根据实验室现有条件,采用实验系统作为本系统的控制器和温度对象仿真单元,设计了单...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1精馏塔实物图

第1章绪论51.4论文背景说明本文以酒精精馏项目为背景，其精馏工艺的核心是采用国外的精馏技术，经过多次改进，其酒精生产技术目前处于国内领先水平。由于东北地区玉米产量大，产生酒精的原材料主要以玉米为主，这使得东北地区资源的利用率得到提高。玉米经过处理发酵后从粗馏塔中产出粗酒精送入精....

图2.1精馏塔的工艺流程框图

第2章精馏过程模型的建立与控制系统分析8二次蒸发，另一部分排出流入废液。如图2.1所示为精馏塔的工艺流程框图。图2.1精馏塔的工艺流程框图2.2精馏塔系统的控制目的精馏塔系统的控制目的是将产出合格产品为前提，并在此基础上能够使系统具有高回收率、低能耗和在低成本的同时具有最大的收益....

图2.2精馏塔模型结构图

第2章精馏过程模型的建立与控制系统分析11图2.2精馏塔模型结构图按照酒精精馏塔的工作机理采用机理建模，考虑到塔内部有复杂的热交换情况和混合物液体流动[26]，因此忽略系统的内部过程和机理，假设塔内的汽液充分混合，塔内压力及每个塔板上压力不变，塔内温度适合。塔顶物料平衡式：dBP....

图2.3精馏塔精馏过程输入输出关系图

第2章精馏过程模型的建立与控制系统分析12塔底能量平衡式：2dCCLVLDDDDMHLHVHCHQdt(2.5)式中的VD为再沸器加热蒸汽量；LD为各塔板下降流入塔底的液体量；C为塔底采出产品量；CM为塔底总存液量；2Q为再沸器提供的热量。同样与塔顶类似，再沸器的加热蒸汽量计算式....

本文编号：4044943