赵建章，董孝宇，杨智勇，邓建军

（1. 新疆工程学院 化学与环境工程系，新疆 乌鲁木齐 830091；2. 中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州 221116）

精馏是化学工业尤其是石化工业中应用最为广泛的分离技术之一，但是其也在分离过程中消耗大量能量，尤其是在分离低相对挥发度物系时，能耗问题更为突出。 为降低精馏过程的能耗，除提高单体设备的分离效率外，热量集成利用等过程强化技术也广泛应用于精馏系统。 但是，该技术的引入会增强系统的耦合性，从而提高复杂性[1,2]。 在这种情况下， 除深入研究精馏系统各参数相互关系外，设计合理的控制系统也显得尤为重要。

本文将差压热耦合精馏、热泵精馏应用于炼厂气体分馏装置的丙烯-丙烷分离。 通过Aspen Plus进行稳态模拟，计算不同流程的压缩机功耗，挖掘节能潜力，并考察不同流程在不同控制方案下的动态性能，为控制系统选择提供指导。

1 精馏流程模拟与优化

1.1 精馏流程模拟

1.1.1 不同工艺的精馏流程

常用的蒸汽再压缩热泵精馏流程有3种类型[3]，即A型、B型开式热泵和单工质循环闭式热泵。 根据丙烯精馏的特点多采用开式热泵，如图1(a)、图1(b)所示。 差压热耦合精馏是将进料板位置以上独立设置成高压塔， 进料板及以下独立设置成低压塔，通过冷凝器及再沸器实现高低压塔的热耦合，其可以看成B型热泵精馏的“变种”，如图1(c)所示。

从图1可以看出， 精馏系统的主换热器实现了塔顶冷凝和塔底再沸热量耦合，从而可以利用塔顶低温余热，减少制冷功耗。……