CN114307219B - 丙烯精馏塔精馏调节方法、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例提供了一种丙烯精馏塔精馏调节方法、设备及计算机可读存储介质。方法包括：基于丙烯精馏塔的上部进料位置的当前进料流量，获取预先构建的丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，以分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度；根据精馏段的最佳进料饱和度调节循环水流量，以调节上部进料位置的进料温度；根据提馏段的最佳进料饱和度调节丙烯精馏塔所提供的丙烯加热源的流量，以调节下部进料位置的进料温度。以此方式，可以使得丙烯精馏塔的精馏段和提馏段均能够尽可能达到最佳饱和度进而达到最佳分离效率并确保丙烯的产品精馏品质，减少丙烯损失。
Description
技术领域
本公开涉及丙烯精馏塔领域，尤其涉及精馏调节技术领域。
背景技术
目前，为了提高丙烯精馏塔的精馏效率，丙烯精馏塔的指标控制主要通过调节塔顶部冷回流和热回流以再沸，其调节手段受制于与丙烯精馏塔相连接的预脱甲烷塔的再沸器负荷分配以及丙烯热泵压缩机系统的影响，调节手段有限，常常出现塔顶指标合格后塔釜丙烯指标超标的问题。因而，如何改善丙烯精馏塔的精馏效率成为亟待解决的问题。
发明内容
本公开提供了一种丙烯精馏塔精馏调节方法、装置、设备以及存储介质。
根据本公开的第一方面，提供了一种丙烯精馏塔精馏调节方法，所述丙烯精馏塔连接脱乙烷塔以及脱丙烷塔，所述脱乙烷塔以及所述脱丙烷塔分别为所述丙烯精馏塔的上部进料位置和下部进料位置提供进料。该方法包括：
基于所述丙烯精馏塔的上部进料位置的当前进料流量，获取预先构建的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，以分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度；所述进料饱和度包括精馏段进料饱和度和提馏段进料饱和度；
根据所述精馏段的最佳进料饱和度调节循环水流量，以调节所述上部进料位置的进料温度；其中，所述循环水用于对所述上部进料位置的进料进行冷却；
根据所述提馏段的最佳进料饱和度调节所述丙烯精馏塔所提供的丙烯加热源的流量，以调节所述下部进料位置的进料温度，其中，所述丙烯加热源由所述丙烯精馏塔的热泵压缩机提供，用于对所述下部进料位置的进料进行加热。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据所述精馏塔的工作参数，为所述丙烯精馏塔构建精馏段操作线方程、过渡段操作线方程、提留段操作线方程以及平衡线方程；
循环迭代所述平衡线方程以及所述精馏段操作线方程、所述过渡段操作线方程以及所述提留段操作线方程中任一项，以确定出所述丙烯精馏塔的理论塔板数，并记录所述理论塔板数对应的进料饱和度；所述理论塔板数由精馏段塔板数、提馏段塔板数以及过渡段塔板数构成；
在所述丙烯精馏塔的上部进料位置的进料流量不变的情况下，变更所述精馏塔的精馏段进料饱和度或所述提馏段进料饱和度，以构建所述丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，其中：
所述工作参数包括以下至少一项：
回流比、精馏段塔顶采出丙烯流量、精馏段塔顶采出丙烯浓度、精馏段回流流量、所述精馏段进料饱和度、所述提馏段进料饱和度、精馏段进料组成、提馏段进料组成、塔釜采出丙烯流量以及塔釜采出丙烯浓度、各塔板的下降液相组成以及上升气相组成。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述精馏段的理论踏板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述精馏段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述精馏段的第i块塔板的下降液相组成小于所述精馏段进料组成时，停止迭代，并将所述精馏段的理论踏板数确定为i，其中，i的取值为正整数。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述过渡段的理论踏板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述过渡段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述过渡段的第j块塔板的下降液相组成小于所述提馏段进料组成时，停止迭代，并将所述过渡段的理论踏板数确定为j，其中，j的取值为正整数。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述提馏段的理论踏板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述提馏段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述提馏段的第k块塔板的下降液相组成小于所述塔釜采出丙烯浓度时，停止迭代，并将所述提馏段的理论踏板数确定为k，其中，k的取值为正整数。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度，包括：
根据与所述当前进料流量对应的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与精馏段进料饱和度之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的精馏段进料饱和度为所述精馏段的最佳进料饱和度；
根据与所述当前进料流量对应的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与提馏段进料饱和度之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的提馏段进料饱和度为所述提馏段的最佳进料饱和度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
在所述上部进料位置与所述下部进料位置之间增加物料跨线；
更新所述精馏塔的上部进料位置的进料流量，以更新所述丙烯精馏塔的理论塔板数，并确定对应的进料组成变化差，以构建所述料流量变化差与理论塔板数之间的曲线关系；
根据所述进料组成变化差与理论塔板数之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的料流量变化差为所述物料跨线的流量设定值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
当所述精馏塔内任一进料位置其以上部分的进料流量大于所述任一进料位置的进料流量时，按照所述物料跨线的流量设定值控制所述物料跨线开启。
根据本公开的第二方面，提供了一种丙烯精馏塔精馏调节装置，所述丙烯精馏塔连接脱乙烷塔以及脱丙烷塔，所述脱乙烷塔以及所述脱丙烷塔分别为所述丙烯精馏塔的上部进料位置和下部进料位置提供进料。该装置包括：
获取模块，用于基于所述丙烯精馏塔的上部进料位置的当前进料流量，获取预先构建的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，以分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度；所述进料饱和度包括精馏段进料饱和度和提馏段进料饱和度；
第一调节模块，用于根据所述精馏段的最佳进料饱和度调节循环水流量，以调节所述上部进料位置的进料温度；其中，所述循环水用于对所述上部进料位置的进料进行冷却；
第二调节模块，用于根据所述提馏段的最佳进料饱和度调节所述丙烯精馏塔所提供的丙烯加热源的流量，以调节所述下部进料位置的进料温度，其中，所述丙烯加热源由所述丙烯精馏塔的热泵压缩机提供，用于对所述下部进料位置的进料进行加热。
根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面和/或第二发面的方法。
本公开中，通过预先构建的丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，可自动确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度，然后利用两个最佳进料饱和度可实现对上部进料的冷却源和下部进料的加热源的流量控制，进而实现对上部进料和下部进料温度的调节，使得丙烯精馏塔的精馏段和提馏段均能够尽可能达到最佳饱和度，进而达到最佳分离效率并确保丙烯的产品精馏品质，减少丙烯损失。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的丙烯精馏塔精馏调节方法的流程图；
图2示出了根据本公开的实施例的丙烯精馏塔的结构图；
图3示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1示出了根据本公开实施例的丙烯精馏塔精馏调节方法100的流程图。所述丙烯精馏塔连接脱乙烷塔以及脱丙烷塔，所述脱乙烷塔以及所述脱丙烷塔分别为所述丙烯精馏塔的上部进料位置和下部进料位置提供进料，方法100可以包括：
步骤110，基于所述丙烯精馏塔的上部进料位置的当前进料流量，获取预先构建的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，以分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度；所述进料饱和度包括精馏段进料饱和度和提馏段进料饱和度；
由于理论塔板数与精馏塔的分离效率关系密切，而分离效率又受进料饱和度影响较大，因而，需要构建丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，以便于确定影响分离效率的最佳进料饱和度。
上部进料位置提供的进料为上部进料，下部进料位置提供的进料为下部进料，上部进料为乙烷脱出来的丙烯与丙烷，其中，上部进料中丙烯比丙烷多很多，下部进料也是丙烯与丙烷，其中，下部进料中丙烷比丙烯多很多。
丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的每条曲线关系，都是在丙烯精馏塔的上部进料位置的进料流量不变的情况下，建立的，而一旦上部进料位置的进料流量一变，该曲线关系就会更新。因而，在选择曲线关系时，可通过上部进料位置的当前进料流量来准确确定当前所需的曲线关系。
丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系包括：丙烯精馏塔的理论塔板数与精馏段进料饱和度之间的曲线关系，以及丙烯精馏塔的理论塔板数与提馏段进料饱和度之间的曲线关系。
步骤120，根据所述精馏段的最佳进料饱和度调节循环水流量，以调节所述上部进料位置的进料温度，循环水用于对所述上部进料位置的进料进行冷却；循环水来自工业用水，经过很多次循环了，所以称之为循环水。
进料饱和度表征气化率，加热可能升高温度就会使得气化率上涨，即进料饱和度与进料温度有一定的映射关系，因而，如图2所示，将最佳进料饱和度输入至饱和度控制器qICXXXX2后，qICXXXX2可基于精馏段的最佳进料饱和度输出对应的最佳进料温度，然后将对应的最佳进料温度输入至温度控制器TICXXXX2，TICXXXX2可确定冷却器中的循环水流量，并控制调节阀的开度，实现对经过冷却器的上部进料的温度进行调节，当然，循环水流量越大，冷却效果越高，进料温度越低。
步骤130，根据所述提馏段的最佳进料饱和度调节所述丙烯精馏塔所提供的丙烯加热源的流量，以调节所述下部进料位置的进料温度，其中，所述丙烯加热源由所述丙烯精馏塔的热泵压缩机提供，用于对所述下部进料位置的进料进行加热。具体地，如图2所示(其中在图2中上部进料位置和下部进料位置分别为精馏塔的第137和第145块塔板)，在精馏塔再沸器与精馏塔的顶部分布器(塔顶回流)之间安装一条管道(图中加粗的线即为该管道)，用于将来自丙烯精馏塔的热泵压缩机出口的丙烯热流提供给换热器E-42，从而对来自脱丙烷塔的流经换热器的下部进料进行加热，而调节丙烯加热源的流量的方式为：将最佳进料饱和度输入至饱和度控制器qICXXXX1后，qICXXXX1可基于提馏段的最佳进料饱和度输出对应的最佳进料温度，然后将对应的最佳进料温度输入至温度控制器TICXXX03，TICXXX03可确定对应的丙烯加热源的流量并发送至流量控制器FICXXX02，进而由流量控制器FICXXX02调节阀Y48的开度从而实现调节丙烯加热源的流量，而用于对下部进料进行加热的丙烯加热源的流量一旦变化，下部进料的进料温度自然会适应性变化，当然，丙烯加热源的流量越大，加热效果越高，进料温度越高。
通过预先构建的丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，可自动确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度，然后利用精馏段的最佳进料饱和度，可确定精馏段的最佳进料饱和度所对应的最佳进料温度，而上部进料的进料温度与作为冷却源的循环水的水流量密切相关，因而，可确定出循环水的水流量，所以利用精馏段的最佳进料饱和度能够自动而准确地调节作为上部进料冷却源的循环水的水流量，而循环水流量变化后自然就适应性地调节了所述上部进料位置的进料温度，使得上部进料温度能够尽可能达到精馏段的最佳进料饱和度所对应的最佳进料温度，进而最可能地达到精馏段的最佳进料饱和度；同样地，根据所述提馏段的最佳进料饱和度，可自动确定提馏段的最佳进料饱和度对应的最佳进料温度，而下部进料的进料温度与丙烯加热源的流量密切相关，因而，可确定出下部进料所需的丙烯加热源的多少，所以根据提馏段的最佳进料饱和度，能够自动而准确地调节所述丙烯精馏塔所提供的丙烯加热源的流量，进而适应性调节所述下部进料位置的进料温度，从而使得丙烯精馏塔的精馏段和提馏段均能够尽可能达到最佳饱和度，进而达到最佳分离效率并确保丙烯的产品精馏品质，减少丙烯损失。
在一些实施例中，所述方法还包括：
根据所述精馏塔的工作参数，为所述丙烯精馏塔构建精馏段操作线方程、过渡段操作线方程、提留段操作线方程以及平衡线方程；丙烯精馏塔中上部进料位置以上部分为精馏段，下部进料位置以下部分为提馏段，上部进料位置与下部进料位置之间为过渡段。
循环迭代所述平衡线方程以及所述精馏段操作线方程、所述过渡段操作线方程以及所述提留段操作线方程中任一项，以确定出所述丙烯精馏塔的理论塔板数，并记录所述理论塔板数对应的进料饱和度；所述理论塔板数由精馏段塔板数、提馏段塔板数以及过渡段塔板数构成；
精馏段操作线方程、所述过渡段操作线方程以及所述提留段操作线方程分别表征给定的工作参数下丙烯精馏塔中不同段的实际气液相差关系，平衡线方程为气液相平衡线方程，用于表征理想条件下气液相的理想差关系。
在所述丙烯精馏塔的上部进料位置的进料流量不变的情况下，变更所述精馏塔的精馏段进料饱和度或所述提馏段进料饱和度，以构建所述丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，其中：
所述工作参数包括以下至少一项：
回流比、精馏段塔顶采出丙烯流量、精馏段塔顶采出丙烯浓度、精馏段回流流量、所述精馏段进料饱和度、所述提馏段进料饱和度、精馏段进料组成、提馏段进料组成、塔釜采出丙烯流量以及塔釜采出丙烯浓度、各塔板的下降液相组成以及上升气相组成。
通过精馏塔的工作参数，可自动构建精馏段操作线方程、过渡段操作线方程、提留段操作线方程以及气液相平衡线方程，然后通过循环迭代平衡线方程以及操作线方程中的任一项，可自动计算出丙烯精馏塔的理论塔板数以及计算该理论塔板数时假定的进料饱和度，然后在所述丙烯精馏塔的上部进料位置的进料流量不变的情况下，不断变更精馏段进料饱和度或所述提馏段进料饱和度，并不断记录每个假定的精馏段进料饱和度或所述提馏段进料饱和度所计算出的理论塔板数，从而自动绘制出丙烯精馏塔的理论塔板数与精馏段进料饱和度之间的曲线关系、丙烯精馏塔的理论塔板数与提馏段进料饱和度之间的曲线关系，以便于之后确定该丙烯精馏塔的最佳进料饱和度。
在一些实施例中，所述精馏段的理论踏板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述精馏段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述精馏段的第i块塔板的下降液相组成小于所述精馏段进料组成时，停止迭代，并将所述精馏段的理论踏板数确定为i，其中，i的取值为正整数。
在循环迭代之前，需要确定回流比以及精馏段塔顶采出丙烯浓度，然后第一个塔板是液相平衡的，因而，精馏段塔顶采出丙烯浓度为精馏段第一个塔板的上升气相组成即作为气相初始值，然后，不断迭代精馏段操作线方程以及所述平衡线方程，直至计算出的精馏段的第i块塔板的下降液相组成小于所述精馏段进料组成Zf1时，即可自动停止迭代，从而准确确定出精馏段的理论踏板数i。
在一些实施例中，所述过渡段的理论踏板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述过渡段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述过渡段的第j块塔板的下降液相组成小于所述提馏段进料组成时，停止迭代，并将所述过渡段的理论踏板数确定为j，其中，j的取值为正整数。
在循环迭代之前，可继续使用计算精馏段的理论踏板数时，所使用的回流比，而过渡段与精馏段紧邻，因而需要将精馏段最后一个塔板的下降液相组成用于计算过渡段第一个塔板的上升气相组成，即以这两个值作为初始值，然后不断迭代渡段操作线方程、以及所述平衡线方程，直至计算出的过渡段的第j块塔板的下降液相组成小于提馏段进料组成Zf2时，即可自动停止迭代，从而准确确定出过渡段的理论踏板数j。
在一些实施例中，所述提馏段的理论踏板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述提馏段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述提馏段的第k块塔板的下降液相组成小于所述塔釜采出丙烯浓度时，停止迭代，并将所述提馏段的理论踏板数确定为k，其中，k的取值为正整数。
在循环迭代之前，可继续使用计算精馏段的理论踏板数时，所使用的回流比，而提馏段与过渡段紧邻，因而需要将过渡段最后一个塔板的下降液相组成用于计算提馏段第一个塔板的上升气相组成，即以这两个值作为初始值，然后不断迭代提馏段操作线方程以及所述平衡线方程，直至计算出的提馏段的第k块塔板的下降液相组成小于塔釜采出丙烯浓度xW时，即可自动停止迭代，从而准确确定出提馏段的理论踏板数k。
在一些实施例中，所述分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度，包括：
根据与所述当前进料流量对应的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与精馏段进料饱和度之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的精馏段进料饱和度为所述精馏段的最佳进料饱和度；
根据与所述当前进料流量对应的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与提馏段进料饱和度之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的提馏段进料饱和度为所述提馏段的最佳进料饱和度。
当精馏段进料饱和度qf1在0至1区间内变化时，理论塔板数X随之变化，因而通过做出qf1与X的两项图，即可自动得出在X最小值对应的qf1，并将该对应的qf1作为精馏段的最佳进料饱和度。当然，qf1也可能大于1，表示丙烯过冷；而进料饱和度qf1用于表征丙烯的气化率，加热气化率上涨。
同样地，当提馏段进料饱和度qf2在0至1区间内变化时，理论塔板数X随之变化，因而通过做出qf2与X的两项图，即可自动得出在X最小值对应的qf2，并将该对应的qf2作为精馏段的最佳进料饱和度。当然，qf2也可能大于1，表示丙烯过冷。
其中，本公开中计算理论塔板数以及绘制qf与X之间的两项图的步骤如下：
精馏线操作线方程如下：
提馏线操作线方程如下
已知丙烯精馏塔操作压力1.09Mpa,取丙烯丙烷在此压力下的P-x-y相图(详图分辨率为1000)拟合出平衡线方程组，
精馏段进料流量FE
精馏段塔顶采出丙烯流量D
精馏段塔顶采出丙烯浓度xD
精馏段回流流量L(L＝R*D)
回流比：R
精馏段进料组成Zf1成分的百分比，重成分与轻成分的百分比
精馏段进料状态qf1即进料饱和度，气相、液相的比例
提馏段进料流量FP
提馏段进料组成Zf2成分的百分比，重成分与轻成分的百分比
提馏段进料状态qf2即进料饱和度，气相、液相的比例
塔釜采出丙烯流量W
塔釜采出丙烯浓度xW
总理伦塔板数X
精馏段理论塔板数计算：
取R＝20，xD＝0.996,
将y1＝xD＝0.996带入平衡线方程中求出x1
将x1带入公式-1中求出y2
y2带入平衡线方程中求出x2
x2带入公式-1中求出y3
不断迭代循环，直至当xn小于Zf1时，确定精馏段理论踏板数为n
过渡段理论塔板数计算：xn为进料后的塔内平衡后组成，n+1为精馏塔中的第n+1块塔板，也为过渡段的第一块塔板
进而将xn+1带入公式-3求出yn+2，
然后不断循环迭代平衡线方程与公式-3，直至当xn+y小于Zf2时，确定过渡段理论踏板数为y
提馏段理论塔板数计算：
yn+y+1带入平衡线方程求出xn+y+1
将xn+y+1带入公式-2求出yn+y+2
然后不断循环迭代平衡线方程与公式-2，直至xn+y+z小于xW时，提馏段理论踏板数为z
总理伦塔板数为X＝x+y+z
更新假定的qf1，而当qf1在0至1区间内变化时，X随之变化，即可做qf1与X两项图，得出在X最小值对应的qf1，将qf1取值输入到控制器q1IC中，通过控制进料循环水流量调节进料温度。
同理，更新假定的qf2，当qf2在0至1区间内变化时，X随之变化，做qf2与X两项图，得出在X最小值对应的qf2，将qf2取值输入到控制器q2IC中，通过控制热泵出口丙烯流量来调节进料温度qf2。
在一些实施例中，所述方法还包括：
在所述上部进料位置与所述下部进料位置之间增加物料跨线；跨线就是一个带阀门的管道。
更新所述精馏塔的上部进料位置的进料流量，以更新所述丙烯精馏塔的理论塔板数，并确定对应的进料组成变化差，以构建所述料流量变化差与理论塔板数之间的曲线关系；
上部进料位置的进料流量一旦变化后，上下部进料的组成会适应性发生变化，因而，可记录上部进料位置的进料流量变化前后的进料组成，然后做差，即可计算出进料组成变化差。
根据所述进料组成变化差与理论塔板数之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的料流量变化差为所述物料跨线的流量设定值。
由于精馏塔的上部进料位置的进料流量变化后，丙烯精馏塔的回流比以及精馏段塔顶采出丙烯浓度等各种参数都会变化，因而精馏塔的理论塔板数会适应性变化，理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系也会适应性变化，与此同时，可记录上部进料位置的进料流量每次变化后的理论塔板数与进料组成变化差，从而自动形成进料组成变化差与理论塔板数之间的曲线关系，以便于将丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的料流量变化差确定为物料跨线的流量设定值，从而确保在进料位置不变的情况下，可通过增加物料跨线以及设定物料跨线的流量设定值来平衡丙烯精馏塔的上下进料流量，使得上下进料流量尽量保持一致，即上部进料浓度尽可能逼近进料位置的进料流量，从而提高精馏效率。
例如：当qf1和qf2以及其余参数不变，仅改变上部进料位置的进料流量，如此精馏段进料组成，还有提馏段进料组成以及浓度均发生了变化，记录Zf1`＝Zf1-F,Zf2`＝Zf2+F(Zf1`、Zf2`分别为上部进料的进料流量更新后，得到的更新后的精馏段进料组成和提馏段进料组成，Zf1、Zf2为更新前的精馏段进料组成和提馏段进料组成)，以及下部进料流量变化后得出的X，然后做F流量与X塔板数两相图，求出最小塔板数下的F。将F流量设定值作为跨线流量的设定值，用于在上部进料浓度大于进料位置的浓度时，按照该F控制跨线上的阀门开启，以调节上下塔板间的进料流量。
在一些实施例中，所述方法还包括：
当所述精馏塔内任一进料位置其以上部分的进料流量大于所述任一进料位置的进料流量时，按照所述物料跨线的流量设定值控制所述物料跨线开启，即控制跨线上的阀门的开度达到流量设定值，而跨线一旦开启，就可以调节上部进料和下部进料的流量，实现精馏塔内上下进料流量的均匀与平衡。
当所述精馏塔内任一进料位置其以上部分的进料流量大于所述任一进料位置的进料流量(即上部进料位置以上部分的进料流量大于上部进料位置的进料流量或者下部进料位置以上部分的进料流量大于下部进料位置的进料流量)时，说明精馏塔的上下进料流量并不一致，因而，可自动按照所述物料跨线的流量设定值控制所述物料跨线开启，使得丙烯精馏塔中靠上位置的进料能够往下部下移，从而改变靠上位置的进料流量，使得上下进料流量尽量保持一致，以充分提高精馏效率。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
本公开的实施例还公开了一种丙烯精馏塔精馏调节装置。装置包括：
获取模块，用于基于所述丙烯精馏塔的上部进料位置的当前进料流量，获取预先构建的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，以分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度；所述进料饱和度包括精馏段进料饱和度和提馏段进料饱和度；
第一调节模块，用于根据所述精馏段的最佳进料饱和度调节所述脱乙烷塔的塔釜水流量，以调节所述上部进料位置的进料温度；
第二调节模块，用于根据所述提馏段的最佳进料饱和度调节所述丙烯精馏塔所提供的丙烯加热源的流量，以调节所述下部进料位置的进料温度，其中，所述丙烯加热源由所述丙烯精馏塔的热泵压缩机提供，用于对所述下部进料位置的进料进行加热。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备和存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质。
图3示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备300的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
设备300包括计算单元301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的计算机程序或者从存储单元303加载到随机访问存储器(RAM)303中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还可存储设备300操作所需的各种程序和数据。计算单元301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。
设备300中的多个部件连接至I/O接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许设备300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元301可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元301的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元301执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法100。例如，在一些实施例中，方法100可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 302和/或通信单元309而被载入和/或安装到设备300上。当计算机程序加载到RAM303并由计算单元301执行时，可以执行上文描述的方法100的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元301可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法100。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (9)
1.一种丙烯精馏塔精馏调节方法，所述丙烯精馏塔连接脱乙烷塔以及脱丙烷塔，所述脱乙烷塔以及所述脱丙烷塔分别为所述丙烯精馏塔的上部进料位置和下部进料位置提供进料，其特征在于，所述方法包括：
基于所述丙烯精馏塔的上部进料位置的当前进料流量，获取预先构建的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，以分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度；所述进料饱和度包括精馏段进料饱和度和提馏段进料饱和度；
根据所述精馏段的最佳进料饱和度调节循环水流量，以调节所述上部进料位置的进料温度；其中，所述循环水用于对所述上部进料位置的进料进行冷却；
根据所述提馏段的最佳进料饱和度调节所述丙烯精馏塔所提供的丙烯加热源的流量，以调节所述下部进料位置的进料温度，其中，所述丙烯加热源由所述丙烯精馏塔的热泵压缩机提供，用于对所述下部进料位置的进料进行加热；
所述方法还包括：
在所述上部进料位置与所述下部进料位置之间增加物料跨线；
更新所述精馏塔的上部进料位置的进料流量，以更新所述丙烯精馏塔的理论塔板数，并确定对应的进料组成变化差，以构建所述进料组成变化差与理论塔板数之间的曲线关系；
根据所述进料组成变化差与理论塔板数之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的料流量变化差为所述物料跨线的流量设定值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述精馏塔的工作参数，为所述丙烯精馏塔构建精馏段操作线方程、过渡段操作线方程、提馏段操作线方程以及平衡线方程；
循环迭代所述平衡线方程以及所述精馏段操作线方程、所述过渡段操作线方程以及所述提馏段操作线方程中任一项，以确定出所述丙烯精馏塔的理论塔板数，并记录所述理论塔板数对应的进料饱和度；所述理论塔板数由精馏段塔板数、提馏段塔板数以及过渡段塔板数构成；
在所述丙烯精馏塔的上部进料位置的进料流量不变的情况下，变更所述精馏塔的精馏段进料饱和度或所述提馏段进料饱和度，以构建所述丙烯精馏塔的理论塔板数与进料饱和度之间的曲线关系，其中：
所述工作参数包括以下至少一项：
回流比、精馏段塔顶采出丙烯流量、精馏段塔顶采出丙烯浓度、精馏段回流流量、所述精馏段进料饱和度、所述提馏段进料饱和度、精馏段进料组成、提馏段进料组成、塔釜采出丙烯流量以及塔釜采出丙烯浓度、各塔板的下降液相组成以及上升气相组成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述精馏段的理论塔板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述精馏段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述精馏段的第i块塔板的下降液相组成小于所述精馏段进料组成时，停止迭代，并将所述精馏段的理论塔板数确定为i，其中，i的取值为正整数。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述过渡段的理论塔板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述过渡段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述过渡段的第j块塔板的下降液相组成小于所述提馏段进料组成时，停止迭代，并将所述过渡段的理论塔板数确定为j，其中，j的取值为正整数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提馏段的理论塔板数通过以下步骤确定：
循环迭代所述提馏段操作线方程以及所述平衡线方程，直至所述提馏段的第k块塔板的下降液相组成小于所述塔釜采出丙烯浓度时，停止迭代，并将所述提馏段的理论塔板数确定为k，其中，k的取值为正整数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述分别确定精馏段的最佳进料饱和度和提馏段的最佳进料饱和度，包括：
根据与所述当前进料流量对应的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与精馏段进料饱和度之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的精馏段进料饱和度为所述精馏段的最佳进料饱和度；
根据与所述当前进料流量对应的所述丙烯精馏塔的理论塔板数与提馏段进料饱和度之间的曲线关系，确定所述丙烯精馏塔的理论塔板数最小时对应的提馏段进料饱和度为所述提馏段的最佳进料饱和度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述精馏塔内任一进料位置其以上部分的进料流量大于所述任一进料位置的进料流量时，按照所述物料跨线的流量设定值控制所述物料跨线开启。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
9.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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