【摘 要】
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精馏是化工领域成熟且应用非常广泛的技术单元,但过高的能耗限制了其发展的态势,而隔壁塔凭借其自身的优化结构可很好的缓解此问题。但由于隔壁塔内部结构复杂,可控参数众多,动态控制难度也较大,尤其是气相分配比Rv的控制难度较高。针对此问题,本文做出以下几点研究:（1）将以科恩达效应为基础的新型气相分配器应用到气相分配比（Rv）的控制之中,此分配器通过改变进气速率可以实现对Rv的有效调节。利用ANSYS F
【基金项目】
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国家自然科学基金（22008050）,（21878066）； 河北省自然科学基金（B2020202066）,（B2019202167）；
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精馏是化工领域成熟且应用非常广泛的技术单元,但过高的能耗限制了其发展的态势,而隔壁塔凭借其自身的优化结构可很好的缓解此问题。但由于隔壁塔内部结构复杂,可控参数众多,动态控制难度也较大,尤其是气相分配比Rv的控制难度较高。针对此问题,本文做出以下几点研究:（1）将以科恩达效应为基础的新型气相分配器应用到气相分配比（Rv）的控制之中,此分配器通过改变进气速率可以实现对Rv的有效调节。利用ANSYS Fluent软件对其进行多相流模拟,分析速度矢量图与塔内气相的真实流动轨迹。结果显示此气相分配器可很好的实现气相分配的效果。（2）对结合气相分配器的隔壁塔进行了动态控制研究。首先对系统进行稳态的模拟及优化,得出塔的各优化参数,根据各优化算法（响应面优化算法,粒子群优化算法,遗传优化算法）的优势与不足,结合Aspen模拟结果,选取粒子群优化结果作为稳态模拟优化结果。即进料位置NF为第10块板,侧线采出位置S为第9块板,Rv为0.5,RL为0.4。接着利用Aspen dynamic搭建了四种控制结构来证明气相分配比对于隔壁塔控制的重要性。结果表明,加入了气相分配的控制结构的控制效果要明显优于没有加入气相分配的控制结构。最后将滑模变结构控制引入到此体系进行动态控制研究。结果表明,对于分离正己烷、正庚烷以及正辛烷这一物系来说,无论是对于超调量还是回稳时间来说SMC控制都要优于PID控制方案。（3）将基于引出与引入气量的控制结构与新型气相分配器相结合进行实验研究,通过改变引入与引出的气量,得到Rv、RL与引入引出气量Vm三者的关系,得出了与模拟类似的结论,验证了此控制结构的可行性。同时也验证了新型气相分配器可以很好的实现气相分配的效果。
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