Aspen Plus Dynamics：（二）初步检查及精馏塔控制方案讲解
上一期，我们成功得到了.dynf的动态模拟文件（点击即可跳转：Aspen Plus Dynamics（一）：稳态模拟到动态模拟的转变），双击文件即可正式进入Aspen Plus Dynamics软件。下面是软件的界面，我将它主要分为了几部分，顶部菜单栏（尤其重要的是被绿色框住的部分，与Aspen Plus的Run、Reset类似），流程窗口（与Aspen Plus的流程窗口类似）、模拟信息窗口（类似于Aspen Plus的控制面板，提供动态模拟过程的信息）、模块窗口（类似于AspenPlus当中的单元模块，只不过这里主要用到的是控制器模块，注意右下角的绿色方块，它代表模拟正常，如果显示红色方块代表模拟有问题），以及左侧的Exploring窗口（也和Aspen Plus左侧窗口类似）。https://pic1.zhimg.com/v2-450af0882c4b892f460d86474586939d_720w.jpg?source=d16d100b文件的初步检查认识完界面以后，我们首先要对打开的文件进行初步的检查，检查有以下两步，第一步，进行Initialization初始化运行，以确保整个导入的流程设定正常；第二步，进行Dynamic动态运行，确保积分器工作正常。首先将顶部菜单栏的Dynamic调整为Initialization，然后点击右边的Run按钮运行，如下所示，如果运行正常无误，则会弹出“The run is completed”。https://picx.zhimg.com/v2-7b77b5365dc59c47640139a3936e9994_720w.jpg?source=d16d100bhttps://pic3.zhimg.com/v2-dce506ca017e86cf2de7eec6584acfa5_720w.jpg?source=d16d100b第二步，将Initialization修改回Dynamic，再次点击Run按钮运行，此时查看模拟信息窗口，会不断更新模拟信息，并且在右下角，会出现绿色方块，方块右侧会展示动态模拟的时间。如果能正常运行那就说明没有问题，点击Pause按钮即可停止。https://pic1.zhimg.com/v2-4ef653ded13dcbb3e202e547d8aa58d3_720w.jpg?source=d16d100bhttps://pic2.zhimg.com/v2-d3d37f852937f89fa00512380936b2f0_720w.jpg?source=d16d100b以上两步顺利完成即说明原始文件没有问题，可以进行动态模拟。精馏塔控制方案讲解要进行精馏塔的动态模拟，首先需要了解精馏塔的控制方案，精馏塔控制方案种类很多，较为有代表性的常见的原则方案主要有：提馏段温控方案、精馏段温控方案、温差控制及双温差控制方案等。当我们打开.dynf文件时可以发现默认已经给精馏塔添加了三个控制器，分别是塔顶压力控制器，回流罐液位控制器和塔釜液位控制器。这三个基本控制器的控制原理是这样的：通过调节塔顶冷凝器负荷来稳定塔顶压力，通过调节塔顶出料阀来稳定回流罐液位，通过调节塔底出料阀来稳定塔釜液位。https://pica.zhimg.com/v2-58a6d8445747d2fc3d91bff08ac3bf44_720w.jpg?source=d16d100b除了以上三个基本控制外，还缺少进料流量控制器、塔板温度控制器，也就是一共五个基本控制。我们根据名字也可以大概猜到，上面提到的三个原则控制方案主要就是依据塔板温度控制方案的不同进行区分的，其他的控制基本上是一样的。https://pica.zhimg.com/v2-fc4ef60e6b0b79be40bb39d661e4211b_720w.jpg?source=d16d100b提馏段温控方案首先说提馏段温控方案，它将提馏段塔板温度作为间接质量指标，通过调节再沸器负荷来控制塔板温度。如果说我们对塔底产品质量要求较高，那么就可以选择提馏段温控方案；还有就是如果干扰主要进入提馏段，例如液相进料，那么提馏段温控方案也会比较及时。https://pic1.zhimg.com/v2-e7e3ade4a3900dfd2024158007fffa49_720w.jpg?source=d16d100b精馏段温控方案精馏段温控方案则将精馏段塔板温度作为间接质量指标，通过调节回流量来控制塔板温度。和提馏段温控方案类似，如果说我们对塔顶产品质量要求较高，那么就可以选择精馏段温控方案；如果干扰主要进入精馏段，例如气相进料，那么提馏段温控方案也会比较及时。https://pic1.zhimg.com/v2-89999630fc80bffab07942ef4adc677d_720w.jpg?source=d16d100b双温差控制方案如果对于塔顶、塔底产品沸点差不大，且对产品纯度要求很高时，就需要采用温差控制或者双温差控制。使用温差控制还避免了因为塔压变化而引起的温度变化，因为塔压变化对不同的塔板上温度的影响基本上是相同的，取塔板温度相减就可以消除塔压波动对产品质量的影响。其次，当负荷变化时，塔板压降会随着负荷递增，由压降引起的温差信号也会变大，为了抵消这种因负荷引起的温差变化，就可以采用双温差控制，分别在精馏段和提馏段选取温差信号，然后再进行相减。当然以上精馏塔控制方案只是基本的原则方案，我们还可以在其基础上添加或者修改一些控制器，例如添加回流量与进料量的比例控制、组分控制、组分/温度串级控制等等，可以增加控制的稳定性和有效性。https://pic1.zhimg.com/v2-7a6a18f751fa59dc714ef7a1a6c1b1e2_720w.jpg?source=d16d100b而我们所要模拟的案例，因为进料是纯液相进料，因此我们选择的是提馏段温控+回流量与进料量比例控制的控制方案，如上图所示。以上就是本期所有内容，从这些控制方案当中也可以发现塔板温度控制很重要，但是一个塔有这么多的塔板，我们应该如何选择合适的塔板呢？下一期将为大家解答这个问题。小编能力有限，内容如有问题还请批评指正。参考文献：化工仪表及自动化, 厉玉鸣.Aspen模拟软件在精馏设计和控制中的应用, 威廉·鲁平.注：文章首发公众号“化工研学社”，知乎号“叶上初阳”，欢迎关注！
楼主辛苦了
感谢楼主的无私分享！要想马后炮化工好 就靠你我他 谢谢楼主分享！ {:1110_550:}{:1110_550:}{:1110_550:} 看下来了，不错不错
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