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大多数简单一元脂肪醇和水在常压下会形成共沸物系,普通精馏工艺难以达到分离要求,探索节能型分离策略突显重要性。本文针对工业典型二元及三元醇水共沸物系进行研究,提出不同的节能型流程结构,利用化工流程模拟软件Aspen Plus,以全年经济总费用(TAC)最低为目标函数对流程进行优化分析,在此基础上,运用Aspen Dynamics分别对不同节能型流程进行动态控制研究。本文首先对正丙醇-水共沸物系的节能型分离进行研究,设计了正丙醇脱水萃取精馏隔壁塔(EDWC)和共沸精馏隔壁塔(ADWC)流程,优化结果表明两者的TAC均比常规萃取精馏流程明显降低,其中ADWC费用更低,比EDWC的TAC值降低约17.63%。但由于上述两种精馏隔壁塔型均具有一定的实用性,所以对它们均进行了动态控制研究。其中,对萃取精馏隔壁塔提出了固定气相分配比的R/F比例控制结构和带有温度控制器的V/L比例控制结构;对共沸精馏隔壁塔提出了固定液相分配比的Qr/F比例控制结构和组成-液位串级控制结构,均可以很好地处理10%进料扰动情况,较好控制了上述两类隔壁塔流程。为了进一步探究醇水多元共沸物系分离,又对乙醇-叔丁醇-水和乙醇-乙腈-水两个典型三元共沸物系的节能型分离进行研究。针对乙醇-叔丁醇-水物系常压下存在两个共沸物的情况,本文在设计常规三塔萃取精馏流程(CED)的基础上,设计并优化了多侧线塔萃取精馏流程(MR-EDC),优化结果表明MR-EDC具有较好的节能优势,与CED相比TAC降低约16.16%。对MR-EDC流程提出了组成-回流比控制方案,该方案能处理10%进料扰动,可以较好地控制该流程。针对乙醇-乙腈-水物系常压下存在三个二元和一个三元共沸物的特殊情况,设计并优化了变压-萃取精馏四塔流程(PS-ED)和萃取-变压精馏四塔流程(E-PSD)并比较两种工艺流程的经济性,结果表明PS-ED流程TAC比E-PSD节省约6.69%,经济性略高于E-PSD。对较优的PS-ED进行控制分析,提出固定回流比和组成-温度串级控制方案,可以有效处理20%进料扰动,可以有效控制该流程。上述研究表明,对于多元醇水共沸物的分离,萃取精馏具有较好的分离效果,再与适宜的节能型流程匹配,更能起到明显节能降耗的功效,上述结果对多元醇水物系萃取精馏分离具有普遍适应性。在动态控制方面,带有前馈控制的组成控制方案对萃取精馏具有较为广泛的适应性。