反应精馏过程的流程模拟及集成监控平台设计.doc

反应精馏过程的流程模拟及集成监控平台设计

摘要

精馏装置是现代炼油、化工等工业生产过程中使用最为广泛的分离设备，同时也是化工过程中最主要的耗能单元之一，因此精馏装置运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。由于精馏过程大量使用易燃易爆或有毒性的化学品，且往往采用高温高压或低温真空的操作方式，因此实验室很难建立实验装置展开相关的工程应用研究。融合计算机技术、人工智能技术和精馏过程的理论，展开工业精馏过程流程模拟与集成监控方法的应用研究具有一定的工程实用价值。论文以氯化苯反应精馏过程为研究对象，采用化工流程模拟HYSYS软件分别建立该过程的稳态和动态流程模拟平台，并通过VB编程和WinCC工控组态建立氯化苯反应与精馏过程的集成动态监控平台。论文研究内容如下：

1.论文以氯化苯反应与精馏过程为研究对象，在认真分析研究氯化苯反应与精馏过程工艺流程机理特性和掌握HYSYS化工流程模拟软件的基础上，建立了氯化苯反应精馏过程的稳态流程模拟系统，并采用实验数据验证了系统的可信度。

2.在研究稳态流程模拟的基础上，通过设置边界流股的压力或流量，增加阀门或增加泵的容量系数，建立其动态流程模拟系统，并根据反应与精馏的常规闭环控制策略，设计了6个PID控制回路，实现了含控制回路的氯化苯反应精馏过程动态流程模拟仿真平台。

3.由于文献很少涉及HYSYS流程模拟平台和WinCC监控软件的通讯方法，HYSYS与WinCC监控平台之间的实时通讯是一个难点。首先使用HYSYSApplication自动化对象开发VisualBasis通讯模块，编写代码，实现VB通讯模块与模拟仿真平台之间实时参数的读写功能；然后运用MicrosoftDDE的方法，实现集成监控平台和VB通讯模块之间的实时数据交换，达到流程模拟仿真平台与集成监控平台之间联动功能。

4.采用西门子公司SimaticWinCC工控组态软件开发了氯化苯反应精馏过程上层集成监控平台。在分析集成监控平台用户需求的基础上，研发了集成监控组态界面，实现了用户登录，工艺流程动态显示、PID控制器参数整定、动态数据实时显示，历史数据查询，报表显示与打印、实时报警等多项集成功能。该平台界面友好，可为后续的工艺操作优化、控制性能评价和故障模拟等研究工作奠定基础。

关键字：反应精馏流程模拟集成监控HYSYSWinCC

Theprocesssimulationandintegratedmonitorplatformdesignofreactionanddistillationchemicalobject

Abstract

Distillationunitiswildlyusedinseparationprocessofmodernrefinery,chemicalandotherindustrialproduction.Butalso,itisthemainunitofconsumingenergyinthechemicalprocess.Inthisway,thedistillationunitisdirectlyconnectedtotheeconomybenefitsoftheoilchemicalenterprises.Asthedistillationprocessoftenusesalotofinflammable,explosiveandtoxicchemicalsinhighpressureorlowvacuummodeofoperation,theunitmustbeapotentialfire,explosionandpoisoningdanger.Inrecentyears,withmaturingofthecomputerandartificialintelligencetechnologyandthetheoryofdistillationprocess,peopleintegratethecomputertechnology,artificialintelligencetechniquesandthetheoryofdistillationprocess,andconducttheindustrialdistillationequipmentprocesssimulationandapplicationofintegratedcontrolmethod.Thishasmuc