本技術(shù)涉及化工分離純化，具體涉及化工分離系統(tǒng)的控制，尤其涉及一種萃取精餾系統(tǒng)、控制方法及萃取精餾工藝。

背景技術(shù)：

1、在化工分離純化技術(shù)領(lǐng)域，三甲氧基硅烷是合成有機(jī)硅的中間體和重要的硅烷偶聯(lián)劑，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛。在三甲氧基硅烷制備過程中，由于低碳醇的過量使用，需要將低碳醇回收并循環(huán)使用，但低碳醇-三甲氧基硅烷體系在常壓下會形成共沸物，因此，低碳醇-三甲氧基硅烷共沸物體系中使用常規(guī)精餾萃取手段無法實(shí)現(xiàn)二者的高純分離。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，需要使用萃取塔和回收塔，通過使用四甲氧基硅烷作為萃取劑從三甲氧基硅烷-甲醇混合物中回收三甲氧基硅烷的萃取精餾工藝，即使用萃取劑進(jìn)行萃取精餾，再使用回收塔回收萃取劑。

3、但發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際使用過程中，當(dāng)精餾邊界導(dǎo)致的精餾進(jìn)料組成變化擾動和流量變化擾動時，會導(dǎo)致無法同時獲得高純?nèi)籽趸柰楹洼腿?，從而使萃取精餾系統(tǒng)得到的產(chǎn)品純度低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種萃取精餾系統(tǒng)、控制方法及萃取精餾工藝，用以通過應(yīng)用固定的比值控制策略，克服了由于低碳醇-三甲氧基硅烷-萃取劑體系存在精餾邊界導(dǎo)致的無法同時獲得高純?nèi)籽趸柰楹洼腿┑南拗?，以達(dá)到提高萃取精餾系統(tǒng)得到的產(chǎn)品純度的技術(shù)效果。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種萃取精餾系統(tǒng)，所述萃取精餾系統(tǒng)包括：萃取精餾塔、第一冷凝器、第一再沸器、第一回流罐、萃取劑回收塔、第二冷凝器、第二再沸器、第二回流罐、原料預(yù)熱器、多個調(diào)節(jié)閥、多個物料輸送泵和控制設(shè)備；所述控制設(shè)備包括：第一壓力控制器、第二壓力控制器、第一回流罐液位控制器、第一再沸器液位控制器、第二回流罐液位控制器、第二再沸器液位控制器、第一回流比控制器、第一串級控制回路、第二串級控制回路、第三串級控制回路和第四串級控制回路；

3、所述第一壓力控制器與第一冷凝器連接，所述第二壓力控制器與第二冷凝器連接，所述第一回流罐液位控制器與連通在第一回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥連接，所述第一再沸器液位控制器與連通在所述萃取精餾塔的排液管路上的調(diào)節(jié)閥連接，第二回流罐液位控制器與連通在所述第二回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥連接，所述第二再沸器液位控制器與用于補(bǔ)充萃取劑進(jìn)料的調(diào)節(jié)閥連接，所述第一回流比控制器與連通在萃取精餾塔上的調(diào)節(jié)閥連接；

4、所述第一串級控制回路與第一再沸器連接，所述第二串級控制回路與連通在所述萃取劑回收塔的回流管路上的調(diào)節(jié)閥連接，所述第三串級控制回路與所述第二再沸器連接，所述第四串級控制回路與連通在所述原料預(yù)熱器上的調(diào)節(jié)閥連接。

5、在一種可能的實(shí)施方式中所述第一串級控制回路包括溫差控制器和溫差控制比例控制器，所述第二串級控制回路包括第一溫度控制器和第二回流比控制器，第三串級控制回路包括第二溫度控制器和第二溫度控制比例控制器，第四串級控制回路包括比例控制器和流量控制器；其中所述第一壓力控制器與第一冷凝器連接，所述第二壓力控制器與第二冷凝器連接，所述第一回流罐液位控制器與連通在第一回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥連接，所述第一再沸器液位控制器與連通在所述萃取精餾塔的排液管路上的調(diào)節(jié)閥連接，第一再沸器液位控制器與連通在所述第二回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥連接，所述第二再沸器液位控制器與用于補(bǔ)充萃取劑進(jìn)料的調(diào)節(jié)閥連接；所述原料進(jìn)料控制器與用于進(jìn)料的調(diào)節(jié)閥連接，所述原料進(jìn)料控制器還與所述溫差控制比例控制器連接，所述第二回流比控制器與連通在萃取劑回收塔上的調(diào)節(jié)閥連接，所述溫差控制器與溫差控制器比例控制器連接，所述第一溫度控制器與所述第二回流比控制器連接，所述第二溫度控制器與所述第一溫度控制比例控制器連接，所述萃取劑進(jìn)料控制器與連通在所述原料預(yù)熱器上的調(diào)節(jié)閥連接，所述萃取劑進(jìn)料比例控制器與所述萃取劑進(jìn)料控制器連接。

6、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種控制方法，使用如第一方面描述的萃取精餾系統(tǒng)，所述控制方法包括：

7、實(shí)時采集與連通在所述第二回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥的流量數(shù)據(jù)；

8、當(dāng)檢測到所述流量數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，則將所述流量數(shù)據(jù)發(fā)送至第四串級控制回路，以使所述第四串級控制回路根據(jù)所述流量數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)閥門開度，并控制與連通在所述原料預(yù)熱器上的調(diào)節(jié)閥開啟至目標(biāo)閥門開度，以調(diào)整萃取劑用量。

9、在一種可能的實(shí)施方式中，第四串級控制回路包括比例控制器和流量控制器；相應(yīng)地，所述將所述流量數(shù)據(jù)發(fā)送至第四串級控制回路，以使所述第四串級控制回路根據(jù)所述流量數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)閥門開度，并控制與連通在所述原料預(yù)熱器上的調(diào)節(jié)閥開啟至目標(biāo)閥門開度，以調(diào)整萃取劑用量，包括：將所述流量數(shù)據(jù)發(fā)送至比例控制器，以使所述比例控制器根據(jù)所述流量數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)萃取劑用量，并將所述目標(biāo)萃取劑調(diào)節(jié)用量發(fā)送至流量控制器；所述流量控制器根據(jù)所述目標(biāo)萃取劑用量，得到目標(biāo)閥門開度，并控制與連通在所述原料預(yù)熱器上的調(diào)節(jié)閥開啟至目標(biāo)閥門開度，以調(diào)整萃取劑用量。

10、在一種可能的實(shí)施方式中所述比例控制器根據(jù)所述流量數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)萃取劑用量，的計算公式為：

11、fe=d2×f

12、式中，fe為目標(biāo)萃取劑用量，d2為與連通在所述第二回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥的流量數(shù)據(jù)，f為預(yù)設(shè)固定比例系數(shù)。

13、在一種可能的實(shí)施方式中還包括：實(shí)時采集萃取精餾塔中的每一塊塔板的塔板溫度數(shù)據(jù)；將每一塊塔板的塔板溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至第一串級控制回路，以使所述第一串級控制回路根據(jù)所有塔板的塔板溫度數(shù)據(jù)，確定目標(biāo)監(jiān)測塔板；采集目標(biāo)監(jiān)測塔板的待用溫度值，并將所述待用溫度值發(fā)送至第一串級控制回路，以使所述第一串級控制回路根據(jù)所述待用溫度值調(diào)節(jié)第一再沸器的熱負(fù)荷，以控制所述萃取精餾塔中的塔板溫度在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)。

14、在一種可能的實(shí)施方式中所述實(shí)時采集萃取精餾塔中的每一塊塔板的塔板溫度數(shù)據(jù)之后，還包括：將每一塊塔板的塔板溫度數(shù)據(jù)發(fā)送至第一串級控制回路，以使所述第一串級控制回路根據(jù)所有塔板的塔板溫度數(shù)據(jù)，確定一塊第一待監(jiān)測塔板和一塊第二待監(jiān)測塔板，其中所述第一待監(jiān)測塔板的溫度敏感度在同樣的進(jìn)料擾動場景下小于第二待監(jiān)測塔板的溫度敏感度；采集第一待監(jiān)測塔板的第一溫度值和第二待監(jiān)測塔板的第二溫度值，并將所述第一溫度值和第二溫度值的差值發(fā)送至第一串級控制回路，以使所述第一串級控制回路根據(jù)所述待用溫度值調(diào)節(jié)第一再沸器的熱負(fù)荷，以控制所述萃取精餾塔中的塔板溫度在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)。

15、在一種可能的實(shí)施方式中還包括：萃取精餾系統(tǒng)進(jìn)行萃取精餾工作且存在進(jìn)料流量擾動時，通過第一壓力控制器調(diào)節(jié)第一冷凝器的熱負(fù)荷以控制萃取精餾塔內(nèi)的壓力穩(wěn)定，通過第二壓力控制器調(diào)節(jié)第二冷凝器的熱負(fù)荷控制萃取劑回收塔的壓力穩(wěn)定；通過第一回流罐液位控制器控制與連通在第一回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥以控制第一回流罐中的液位穩(wěn)定；通過第一再沸器液位控制器控制與連通在萃取精餾塔的排液管路上的調(diào)節(jié)閥的開度以控制第一再沸器中的液位穩(wěn)定；通過第二回流罐液位控制器控制與連通在第二回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥的開度以控制第二回流罐中的液位穩(wěn)定；通過第二再沸器液位控制器控制與用于補(bǔ)充萃取劑進(jìn)料的調(diào)節(jié)閥的開度以控制萃取劑回收塔中的液位穩(wěn)定；通過第二回流比控制器控制與連通在萃取精餾塔上的調(diào)節(jié)閥的開度以控制從所述第一回流罐回流至萃取精餾塔的回流量穩(wěn)定；通過第一串級控制回路調(diào)節(jié)第一再沸器的熱負(fù)荷以控制萃取精餾塔內(nèi)的溫差穩(wěn)定；通過第二串級控制回路控制與連通在所述萃取劑回收塔的回流管路上的調(diào)節(jié)閥的開度，以調(diào)節(jié)從第二回流罐回流至萃取劑回收塔的回流量穩(wěn)定。

16、在一種可能的實(shí)施方式中，所述進(jìn)料擾動的范圍為[-20%，+20%]，其中所述進(jìn)料擾動包括進(jìn)料流量擾動和進(jìn)料組成擾動。

17、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種萃取精餾工藝，用于萃取精餾低碳醇-三甲基硅烷共沸物，所述萃取精餾工藝使用了如第一方面描述的萃取精餾系統(tǒng)，包括如下步驟：

18、將低碳醇-三甲氧基硅烷共沸物和萃取劑作為原料從不同塔板進(jìn)入萃取精餾塔；

19、第一再沸器對萃取精餾塔塔釜進(jìn)行升溫，使塔頂蒸汽經(jīng)第一冷凝器冷凝后進(jìn)入第一回流罐，得到產(chǎn)品低碳醇，其中部分產(chǎn)品低碳醇經(jīng)物料輸送泵加壓后作為產(chǎn)品采出，另一部分產(chǎn)品低碳醇回流至所述萃取精餾塔；

20、所述萃取精餾塔的塔釜物料部分汽化，另一部分塔釜物料經(jīng)物料輸送泵送入萃取劑回收塔；萃取回收塔的塔頂蒸汽經(jīng)第二冷凝器冷凝后進(jìn)入第二回流罐，得到產(chǎn)品三甲氧基硅烷，其中部分產(chǎn)品三甲氧基硅烷經(jīng)物料輸送泵加壓后作為產(chǎn)品采出，另一部分回流至萃取回收塔；

21、萃取劑從萃取回收塔的塔釜采出，采出的萃取劑經(jīng)物料輸送泵加壓和原料預(yù)熱器冷卻后進(jìn)入萃取精餾塔重新作為原料。

22、在一種可能的實(shí)施方式中，所述產(chǎn)品低碳醇為甲醇、乙醇或丙醇中的任一種；所述萃取劑為鄰三甲苯、偏三甲苯、鄰二甲苯、乙苯、正丙醇、異丙苯、鄰甲基乙苯、間甲基乙苯或?qū)谆冶健?/p>

23、本技術(shù)實(shí)施例提供的一種萃取精餾系統(tǒng)、控制方法及萃取精餾工藝，先通過檢測實(shí)時采集的與連通在第二回流罐的回流管路上的調(diào)節(jié)閥的流量數(shù)據(jù)發(fā)生變化，以判定也發(fā)生了原料進(jìn)料流量變化和進(jìn)料組成變化擾動。再將流量數(shù)據(jù)發(fā)送至第四串級控制回路，以使第四串級控制回路根據(jù)流量數(shù)據(jù)，得到目標(biāo)閥門開度，并控制與連通在原料預(yù)熱器上的調(diào)節(jié)閥開啟至目標(biāo)閥門開度，以調(diào)整萃取劑用量，保證了萃取劑用量足夠，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同時獲得高純tms和萃取劑的目的，提高了萃取精餾系統(tǒng)得到的產(chǎn)品純度。