精馏塔精馏段温度控制方案设计与仿真

太原科技大学毕业设计（论文）太原科技大学毕业设计（论文）设计(论文)题目：精馏塔精馏段温度控制方案设计与仿真姓名___学院（系）_专业_年级_____指导教师_______太原科技大学毕业设计（论文）太原科技大学毕业设计（论文）任务书学院（直属系）:化院机电工程系时间：2012年3月1日学生姓名指导教师设计（论文）题目精馏塔精馏段温度控制方案设计与仿真主要研究内容熟悉精馏塔的工艺流程，通过对精馏塔工作过程及影响精馏塔产品质量的分析，综合各方面因素，设计精馏塔精馏段温度合理的控制方案，使精馏塔精馏段温度控制在要求的范围内。研究方法采用对比论证方法，对多种设计方案进行对比并择优选择最优控制方案。主要技术指标(或研究目标)择优选择一种精馏塔精馏段温度控制方案，使精馏塔精馏段温度维持在工艺要求的允许范围内。主要参考文献[1]王树青,戴联奎,于玲.过程控制工程[M].北京：化学工业出版社,2008.2[2]翁维勤,孙洪程.过程控制系统及工程[M].北京：化学工业出版社,2005.4[3]李国勇.过程控制系统[M].北京：电子工业出版社，2009.5[4]吴旭光,杨惠珍,王新民.计算机仿真技术[M]北京：化学工业出版社，2008[5]郑阿奇.MATLAB实用教程.电子工业出版社,2005.1说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。太原科技大学毕业设计（论文）I目录摘要..................................................................IIIABSTRACT...................................................................IV绪论................................................................-1-第1章苯-甲苯精馏塔概述...............................................-3-1.1苯-甲苯精馏塔在化工生产中的作用和地位...........................-3-1.2苯-甲苯精馏塔的分类及一般构造...................................-3-1.3本设计所选的板式塔的塔型及其要求与特点..........................-4-第2章苯-甲苯精馏塔的工艺生产流程.....................................-7-2.1精馏原理........................................................-7-2.2精馏装置的作用..................................................-8-2.3苯-甲苯分离的工艺流程...........................................-8-2.4苯-甲苯精馏过程的操作条件.......................................-9-第3章精馏塔精馏段温度控制方案设计...................................-11-3.1概述...........................................................-11-3.2精馏塔精馏段的控制要求.........................................-11-3.3精馏塔精馏段的扰动分析.........................................-12-3.4精馏塔被控变量的选择...........................................-15-3.5控制方案的设计.................................................-15-3.5.1串级控制系统..............................................-16-3.5.2串级控制系统的特点........................................-16-3.6精馏塔精馏段温度串级系统的原理与结构...........................-17-3.6.1变量的选择................................................-17-3.6.2精馏塔精馏段控制的过程分析................................-18-3.7控制规律的选择.................................................-19-第4章控制系统的建模.................................................-21-4.1数学模型简介...................................................-21-4.1.1数学模型的定义及特征.......................................-21-太原科技大学毕业设计（论文）II4.1.2建模应用..................................................-22-4.2建立数学模型的目的.............................................-22-4.3建模的方法.....................................................-23-4.3.1机理建模...................................................-23-4.3.2经验建模..................................................-24-4.3.3物料和能量守恒关系........................................-24-4.3.4阶跃响应建模..............................................-24-4.4建立数学模型...................................................-25-第5章系统仿真技术...................................................-27-5.1系统仿真技术概述...............................................-27-5.2MATLAB简介.....................................................-27-5.3SIMULINK的简介.................................................-28-5.4使用MATLAB对实验结果进行仿真...................................-29-第6章结论.......................................................-34-参考文献...............................................................-35-致谢...............................................................-36-附录...............................................................-37-太原科技大学毕业设计（论文）III精馏塔精馏段温度控制方案设计与仿真摘要精馏是在炼油、化工等众多生产过程中广泛应用的一个传质过程。精馏过程通过反复的汽化与冷凝，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。精馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同的特性，实现分离目的的单元操作。精馏塔的控制直接影响到产品质量、产量和能量消耗，因此精馏塔的自动控制问题长期以来一直受到人们的高度重视。本文简述了板式精馏塔的工作原理及工艺流程，通过对精馏塔精馏段的扰动分析，综合各方面因素考虑，通过比较选出了一种比较合适的控制方案，并建立控制系统的数学模型，通过MATLAB进行仿真，对精馏塔精馏段中的控制方案进行了分析，得出了结论，提出了自己的观点。关键词：精馏塔，工艺流程，控制方案，MATLAB仿真太原科技大学毕业设计（论文）IVDistillationcolumnrectifyingsectiontemperaturecontroldesignandsimulationABSTRACTDistillationiswidelyusedintherefining,chemicalandproductionprocess,thatisamasstransferprocess.Throughrepeatedvaporizationandcondensation,thedistillationprocessmakeeachcomponentofthemixturecompoundseparation,toachievetherequiredpurity.Thebasicprincipleofdistillationisthepartialgasificationoftheliquidmixture,eachcomponentofthevolatilitycharacteristics,separationofthepurposeofunitoperations.Controlofthedistillationcolumnisadirectimpactonproductquality,productionandenergyconsumption,automaticcontrolofdistillationcolumnhaslongbeensubjecttogreatattention.Thispaperdescribestheprincipleandprocessofplatedistillationcolumn,distillationcolumndistillationsectionoftheperturbationanalysis,thevariousfactorstoconsider,bycomparisontoelectasuitablecontrolprogram,andestablishcontrolsystemsmathematicalmodelbyMATLABsimulation,thecontrolprograminthedistillationcolumndistillation,cometotheconclusionputforwardtheirpointofview.Keywords:Thecolumn,Thetechnicalprocess,Controlscheme,MATLABsimulation太原科技大学毕业设计（论文）-1-绪论1.课题研究的背景和意义石油化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。分离互溶液体混合物有许多种方法，精馏是在炼油、化工等众多生产过程中广泛应用的一个传质过程。精馏过程通过反复的汽化与冷凝，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。精馏塔的控制直接影响到产品质量、产量和能量消耗，因此精馏塔的自动控制问题长期以来一直受到人们的高度重视[1]。精馏过程是由精馏装置来实现的