1模拟移动床数学模型
已报道的模拟移动床建模方法主要有两种[19]：（1）SMB模型，真实模拟移动床动态分离过程模型；和（2）TMB模型，将模拟移动床假设为固液两相逆流稳态接触模型，吸附塔进出口管线位置固定。TMB模型中液固两相相对速度和SMB模型一样，因此两种模型操作变量之间可以相互转化[8]。在不需要考虑动态特性的情况下，两种建模方法均能很好地描述模拟移动床的分离特性。由于在模拟移动床分离过程操作模型化过程中需要进行大量的仿真计算，而且实际仿真过程不需要分析吸附分离过程的动态特征，因此本文采用TMB建模方法对吸附分离操作进行优化计算，这样既保证了一定的仿真精度，又保证了一定的优化计算速度。
2吸附平衡动力学参数估计
由于缺乏必要的实验装置进行吸附动力学实验，因此不能求得特定温度和压力下吸附剂的吸附平衡动力学参数。这种情况下，一般只能采用工业标定数据对参数进行拟合，求取平衡动力学参数。对于平稳操作的吸附分离装置，其进料来自于二甲苯精馏单元，组成相对稳定，估计同一个负荷的吸附动力学参数存在一定的困难，因而只能采用不同的操作条件下的平衡数据进行参数估计。为减少参数估计工作量，本文以同系列吸附剂的吸附平衡动力学参数作为估计初始值[14]。操作工况以及吸附平衡动力学参数见表2，进料F中各个组分质量分数为，MX：43.88%；PX：18.32%；OX：20.8%；EB：17%，解析剂进料D为纯PDEB。仿真结果如图2所示。从图2可以看出吸附分离塔24个床层上各个组分浓度的模型计算值与实测值之间略有误差。这是由于工业上模拟移动床操作为间歇、动态过程。在一个步进时间内，床层内各个位置的组分浓度随时间变化，而实际测量值则为某一时刻的瞬时值。本文采用TMB模型是将动态过程当作逆流稳态过程处理，因而造成模拟结果与实际结果之间有一定误差，不过最大误差不超过5%，达到了工业应用的模拟精度要求。而且从总体上看，各个区域内组分变化趋势吻合比较好。以II区为例，也就是精制区内，MX、OX和EB随固相移动方向，浓度逐渐降低，同时PX浓度保持较高，从而实现了在该区域内PX精制，其他二甲苯解析的目的。因此，采用TMB方法建立二甲苯吸附分离过程模型能较好地反映实际操作，为仿真研究以及进一步操作参数优化打下了良好的基础。
3仿真研究
二甲苯模拟移动床操作过程中，影响吸附分离效果的操作工艺参数主要有：各个区域回流比、步进时间、以及操作温度和压力。实际生产过程中，为了保证一定PX产品纯度以及收率，操作相对较频繁的是II区和III区回流比。步进时间一般视吸附分离塔负荷以及吸附剂选择性吸附孔体积而定，因而一般较少操作。操作温度与压力和吸附剂性能相关，一般吸附剂选定之后，其最优操作温度和压力也随之而定。因此，本文主要以二区和三区回流比作为研究对象，考察操作参数对吸附分离效果的影响。
作者：杨明磊 魏民 胡蓉 叶贞成 钱锋 单位：华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室
