1、化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制n 一、工藝要求一、工藝要求37 對(duì)于一個(gè)正常操作的精餾塔，一般應(yīng)當(dāng)使塔頂對(duì)于一個(gè)正常操作的精餾塔，一般應(yīng)當(dāng)使塔頂或塔底產(chǎn)品中的或塔底產(chǎn)品中的一個(gè)產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的純度要求一個(gè)產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的純度要求，另另一個(gè)產(chǎn)品的成分亦應(yīng)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)一個(gè)產(chǎn)品的成分亦應(yīng)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。為此，。為此，應(yīng)當(dāng)取塔頂或塔底的產(chǎn)品質(zhì)量作被控變量，這樣的應(yīng)當(dāng)取塔頂或塔底的產(chǎn)品質(zhì)量作被控變量，這樣的控制系統(tǒng)稱為質(zhì)量控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)稱為質(zhì)量控制系統(tǒng)。 質(zhì)量控制系統(tǒng)需要能測(cè)出產(chǎn)品成分的分析儀表。質(zhì)量控制系統(tǒng)需要能測(cè)出產(chǎn)品成分的分析儀表。 化學(xué)

2、工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制38 為了保證塔的平穩(wěn)操作，必須把進(jìn)塔之前的為了保證塔的平穩(wěn)操作，必須把進(jìn)塔之前的主要可主要可控干擾盡可能預(yù)先克服控干擾盡可能預(yù)先克服，同時(shí)盡可能，同時(shí)盡可能緩和一些不可控緩和一些不可控的主要干擾的主要干擾。 為了為了維持塔的物料平衡維持塔的物料平衡，必須控制塔頂餾出液和釜，必須控制塔頂餾出液和釜底采出量，使其之和等于進(jìn)料量，而且兩個(gè)采出量底采出量，使其之和等于進(jìn)料量，而且兩個(gè)采出量變變化要緩慢化要緩慢，以保證塔的平穩(wěn)操作。，以保證塔的平穩(wěn)操作。 塔內(nèi)的持液量應(yīng)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。塔內(nèi)的持液量應(yīng)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。控制

3、塔內(nèi)壓控制塔內(nèi)壓力穩(wěn)定力穩(wěn)定，對(duì)塔的平穩(wěn)操作是十分必要的。，對(duì)塔的平穩(wěn)操作是十分必要的。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制39 為保證正常操作，需規(guī)定某些參數(shù)的極限值為保證正常操作，需規(guī)定某些參數(shù)的極限值為約束條件。為約束條件?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制40 在精餾操作中，在精餾操作中，質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品回收率和能量質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品回收率和能量消耗消耗均是要控制的目標(biāo)。均是要控制的目標(biāo)。 其中質(zhì)量指標(biāo)是必要條件，在質(zhì)量指標(biāo)一定的其中質(zhì)量指標(biāo)是必要條件，在質(zhì)量指標(biāo)一定的前提下，應(yīng)在控制過(guò)程中使產(chǎn)品產(chǎn)量

4、盡量高一些，前提下，應(yīng)在控制過(guò)程中使產(chǎn)品產(chǎn)量盡量高一些，同時(shí)能量消耗盡可能低一些。同時(shí)能量消耗盡可能低一些。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制n 二、精餾塔的干擾因素二、精餾塔的干擾因素41圖圖10-41 10-41 精餾塔的物精餾塔的物料流程圖料流程圖1.1.進(jìn)料流量進(jìn)料流量F的波動(dòng)的波動(dòng)（）（）2.2.進(jìn)料成分進(jìn)料成分ZF的變化的變化（）3.3.進(jìn)料溫度進(jìn)料溫度TF的變化的變化4.4.再沸器加熱劑（如蒸汽）加入熱量再沸器加熱劑（如蒸汽）加入熱量的變化的變化5.5.冷卻劑在冷凝器內(nèi)除去熱量的變化冷卻劑在冷凝器內(nèi)除去熱量的變化6.6.環(huán)境溫度的變

5、化環(huán)境溫度的變化 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制n 三、精餾塔的控制方案三、精餾塔的控制方案42圖圖10-42 10-42 提餾段溫控的控制方案示意圖提餾段溫控的控制方案示意圖 以以提餾段溫度提餾段溫度作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的間接指標(biāo)，而以作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的間接指標(biāo)，而以改變改變?cè)俜衅骷訜崃吭俜衅骷訜崃孔鳛榭刂剖侄蔚姆桨?，就稱為作為控制手段的方案，就稱為提餾段溫控提餾段溫控?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制43（1 1）采用了提餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此）采用了提餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此它能較

6、直接地反映提餾段產(chǎn)品情況。將提餾段溫它能較直接地反映提餾段產(chǎn)品情況。將提餾段溫度恒定后，就能較好地保證塔底產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到度恒定后，就能較好地保證塔底產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定值。規(guī)定值。（2 2）當(dāng)干擾首先進(jìn)入提餾段時(shí)（）當(dāng)干擾首先進(jìn)入提餾段時(shí)（液相進(jìn)料液相進(jìn)料），用），用提餾段溫控就比較及時(shí)，動(dòng)態(tài)過(guò)程也比較快。提餾段溫控就比較及時(shí)，動(dòng)態(tài)過(guò)程也比較快。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制44 以以精餾段溫度精餾段溫度作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的間接指標(biāo)，而以作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的間接指標(biāo)，而以改改變回流量變回流量作為控制手段的方案，就稱為作為控制手段的方案，就稱為精餾段

7、溫控精餾段溫控。 圖圖10-43 10-43 精餾段溫控的控制方案示意圖精餾段溫控的控制方案示意圖化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制45 采用了精餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此它能采用了精餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此它能較直接地反映精餾段的產(chǎn)品情況。當(dāng)塔頂產(chǎn)品純度要較直接地反映精餾段的產(chǎn)品情況。當(dāng)塔頂產(chǎn)品純度要求比塔底嚴(yán)格時(shí)，一般宜采用精餾段溫控方案。求比塔底嚴(yán)格時(shí)，一般宜采用精餾段溫控方案。 如果干擾首先進(jìn)入精餾段（如果干擾首先進(jìn)入精餾段（氣相進(jìn)料氣相進(jìn)料），采用精），采用精餾段溫控就比較及時(shí)。餾段溫控就比較及時(shí)。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社

8、 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制46 在采用精餾段溫控或提餾段溫控時(shí)，分離的產(chǎn)品較純時(shí)，由于塔頂或塔底的溫度變化很小，對(duì)測(cè)溫儀表的靈敏度和控制精度都提出很高的要求，但實(shí)際上卻很難滿足。解決這一問(wèn)題的方法，是將測(cè)溫元件安裝在塔頂以下或塔底以上幾塊塔板的靈敏板上，以靈敏板的溫度作為被控變量。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制47 采用溫差作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接變量，是為了消采用溫差作為衡量質(zhì)量指標(biāo)的間接變量，是為了消除塔壓波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。除塔壓波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。 圖圖10-44 10-44 T-x曲線曲線化學(xué)工業(yè)出版社化

9、學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制48圖圖10-45 10-45 雙溫差控制方案雙溫差控制方案 雙溫差控制就是分別雙溫差控制就是分別在精餾段及提餾段上選取在精餾段及提餾段上選取溫差信號(hào)，然后將兩個(gè)溫溫差信號(hào)，然后將兩個(gè)溫差信號(hào)相減，作為控制器差信號(hào)相減，作為控制器的測(cè)量信號(hào)（即控制系統(tǒng)的測(cè)量信號(hào)（即控制系統(tǒng)的被控變量）。的被控變量）。 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 n 第三節(jié)第三節(jié) 精餾塔的自動(dòng)控制精餾塔的自動(dòng)控制49 能利用成分分析器，例如紅外分析器、色譜儀、能利用成分分析器，例如紅外分析器、色譜儀、密度計(jì)、干點(diǎn)和閃點(diǎn)以及初餾點(diǎn)分析器等，分析出塔密度計(jì)、干點(diǎn)和閃點(diǎn)