精馏塔温度控制系统设计
精馏塔温度控制系统设计
精馏塔是一种常见的化工设备，用于分离液体混合物中的成分。精馏
塔温度控制系统的设计是确保精馏塔能够稳定运行，提高产品质量和产量
的关键。下面将详细介绍精馏塔温度控制系统的设计原理和步骤。
精馏塔温度控制系统的设计原理是根据精馏塔内部的物料性质和工艺
要求，通过控制介质的流量和温度来实现温度的稳定控制。精馏塔内部通
常分为多个段落，每个段落都有一个特定的温度要求。温度的控制涉及到
对塔釜的加热和冷却以及介质的流量调节。
1.确定控制目标：根据工艺要求和产品规格，确定需要控制的温度范
围和偏差，以及控制精度要求。
2.确定控制方法：根据工艺特点和实际情况，选择适合的控制方法。
常见的控制方法包括比例控制、比例积分控制、比例积分微分控制等。
3.确定传感器：选择合适的温度传感器，用于测量精馏塔内部的温度。常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻等。
4.确定执行器：根据控制目标和方法，选择合适的执行器。常见的执
行器包括电动调节阀、蒸汽控制阀等。
5.设计控制回路：根据控制方法和控制器的性能，设计控制回路。控
制回路包括传感器、控制器和执行器。
6.参数整定：根据实际情况和反馈调整，优化控制回路的参数。参数
整定通常包括比例增益、积分时间和微分时间等。
7.验证和优化：通过实际运行验证控制系统的性能，并根据实际情况
进行反馈调整和优化。
总之，精馏塔温度控制系统的设计是确保精馏塔能够稳定运行，提高产品质量和产量的关键。设计步骤包括确定控制目标、控制方法、传感器和执行器的选择、设计控制回路、参数整定以及验证和优化。合理的设计能够使温度控制更加稳定和可靠。
精馏塔温度控制系统设计
精馏塔温度控制系统设计 精馏塔是一种常见的化工设备，用于分离液体混合物中的成分。精馏 塔温度控制系统的设计是确保精馏塔能够稳定运行，提高产品质量和产量 的关键。下面将详细介绍精馏塔温度控制系统的设计原理和步骤。 精馏塔温度控制系统的设计原理是根据精馏塔内部的物料性质和工艺 要求，通过控制介质的流量和温度来实现温度的稳定控制。精馏塔内部通 常分为多个段落，每个段落都有一个特定的温度要求。温度的控制涉及到 对塔釜的加热和冷却以及介质的流量调节。 1.确定控制目标：根据工艺要求和产品规格，确定需要控制的温度范 围和偏差，以及控制精度要求。 2.确定控制方法：根据工艺特点和实际情况，选择适合的控制方法。 常见的控制方法包括比例控制、比例积分控制、比例积分微分控制等。 3.确定传感器：选择合适的温度传感器，用于测量精馏塔内部的温度。常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻等。 4.确定执行器：根据控制目标和方法，选择合适的执行器。常见的执 行器包括电动调节阀、蒸汽控制阀等。 5.设计控制回路：根据控制方法和控制器的性能，设计控制回路。控 制回路包括传感器、控制器和执行器。 6.参数整定：根据实际情况和反馈调整，优化控制回路的参数。参数 整定通常包括比例增益、积分时间和微分时间等。 7.验证和优化：通过实际运行验证控制系统的性能，并根据实际情况 进行反馈调整和优化。
总之，精馏塔温度控制系统的设计是确保精馏塔能够稳定运行，提高产品质量和产量的关键。设计步骤包括确定控制目标、控制方法、传感器和执行器的选择、设计控制回路、参数整定以及验证和优化。合理的设计能够使温度控制更加稳定和可靠。
精馏塔塔底温度控制方案
精馏塔塔底温度控制方案 精馏塔是化工生产中常用的一种分离设备，主要用于将混合物中的各组分按照其沸点的不同进行分离。在精馏过程中，塔底温度的控制是非常重要的，因为它直接影响到产品的纯度和收率。本文将对精馏塔塔底温度控制方案进行详细的介绍。 一、精馏塔塔底温度控制的重要性 1. 保证产品质量：精馏塔塔底温度的稳定与否直接关系到产品的质量。如果塔底温度过高，会导致产品中轻组分的损失，降低产品的纯度；反之，如果塔底温度过低，会导致产品中重组分的残留，影响产品的性能。 2. 提高生产效率：合理的塔底温度控制可以提高精馏过程的效率，减少能源消耗，降低生产成本。 3. 保证生产安全：精馏塔塔底温度的波动可能导致操作不稳定，甚至引发安全事故。因此，对塔底温度进行有效的控制是非常必要的。 二、精馏塔塔底温度控制方案 1. 串级控制方案 串级控制是一种常见的温度控制方案，它通过将主控制器的输出作为副控制器的设定值，实现对温度的精确控制。具体实施步骤如下： （1）选择主控制器和副控制器：根据精馏塔的特点和工艺要
求，选择合适的控制器类型，如PID控制器、模糊控制器等。 （2）设定主控制器的参数：根据工艺要求和实际操作经验，设定主控制器的比例、积分和微分参数。 （3）设定副控制器的参数：根据主控制器的输出和塔底温度的变化趋势，设定副控制器的比例、积分和微分参数。 （4）实施串级控制：将主控制器的输出作为副控制器的设定值，实现对塔底温度的精确控制。 2. 前馈控制方案 前馈控制是一种基于模型的控制方案，它通过预测塔底温度的变化趋势，提前调整控制参数，以实现对塔底温度的快速响应。具体实施步骤如下： （1）建立精馏塔的温度模型：根据精馏塔的工作原理和操作条件，建立精馏塔的温度模型。 （2）设计前馈控制器：根据温度模型，设计前馈控制器，实现对塔底温度的预测和控制。 （3）实施前馈控制：将前馈控制器的输出与主控制器的输出相结合，实现对塔底温度的快速响应和精确控制。 3. 自适应控制方案 自适应控制是一种基于数据驱动的控制方案，它通过实时监测塔底温度的变化，自动调整控制参数，以实现对塔底温度的稳定控制。具体实施步骤如下：
精馏塔控制系统课程设计
目录 第1章绪论 (1) 第2章控制方案 (2) 2.1 基本原理 (2) 2.1.1物料平衡关系 (2) 2.2设计方案 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.1控制方案类型................................................................. 错误！未定义书签。 2.2.2控制方案的选择 (3) 第3章系统各仪表选择................................................................. 错误！未定义书签。 3.1 检测变送器的原理................................................................... 错误！未定义书签。 3.1.1 温度变送器的选择....................................................... 错误！未定义书签。 3.1.2 流量变送器的选择....................................................... 错误！未定义书签。 3.1.3 液位变送器的选择....................................................... 错误！未定义书签。 3.2 执行器的选择 (7) 3.3 调节器的选择 (7) 3.4 调节器与执行器、检测变送器的选型 (8) 第4章系统仿真 (9) 4.1串级控制系统matlab仿真分析 (9) 4.2液位控制系统仿真分析 (11) 第5章课程设计总结 (12) 参考文献 (13)
过程控制课程设计——精馏塔的均匀控制系统设计
目录 1 精馏塔控制系统介绍 (1) 1.1精馏塔原理 (1) 1.2控制要求及干扰因素 (1) 2 设计任务及要求 (2) 3 均匀控制系统 (2) 3.1均匀控制概念 (2) 3.2均匀控制系统特点 (4) 4设计方案选择 (5) 4.1方案一简单均匀控制 (5) 4.2方案二串级均匀控制 (5) 5 系统各器件选型 (7) 5.1检测转换元件的选择、性能参数 (7) 5.2调节阀气开气关式选择 (9) 6.系统仿真与分析 (11) 7.小结与体会 (12) 参考文献 (13)
精馏塔的均匀控制系统设计 1 精馏塔控制系统介绍 1.1 精馏塔原理 精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。 蒸汽由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸汽中转移，蒸汽中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸汽愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸汽返回塔中，另一部分液体则作为釜残液取出。 蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度）的特性，实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。 1.2 控制要求及干扰因素 为了保证精馏生产工序安全、高效持续进行,改造生产工艺提出如下控制要求: (1) 保证产品质量。以塔顶产品的纯度作为质量参数进行控制,构建质量控制
精馏塔温度控制系统设计
辽宁工业大学过程控制系统课程设计（论文）题目：精馏塔温度控制系统设计 院（系）：电气工程学院 专业班级：自动化093 学号： ********* 学生姓名：*** 指导教师：（签字） 起止时间：
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院教研室：自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要 随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分流物料的组分越来越多，分离的产品纯度越来越高。采用提馏段温度作为间接质量指标，它能够较直接地反映提馏段产品的情况。将提馏段温度恒定后，就能较好地确保塔底产品的质量达到规定值。所以，在以塔底采出为主要产品、对塔釜成分要求比对馏出液高时，常采用提馏段温度控制方案。由于精馏塔操作受物料平衡和能量平衡的制约，鉴于单回路控制系统无法满足精馏塔这一复杂的、综合性的控制要求，设计了基于串级控制的精馏塔提馏段温度控制系统。 精馏塔的大多数前馈信号采用进料量。当进料量来自上一工序时，除了多塔组成的塔系中可采用均匀控制或串级均匀控制外，还有用于克服进料扰动影响的控制方法前馈—反馈控制。 前馈控制是一种预测控制，通过对系统当前工作状态的了解，预测出下一阶段系统的运行状况。如果与参考值有偏差，那么就提前给出控制信号，使干扰获得补偿，稳定输出，消除误差。前馈的缺点是在使用时需要对系统有精确的了解，只有了解了系统模型才能有针对性的给出预测补偿。但在实际工程中，并不是所有的干扰都是可测的，并不是所有的对象都是可得到精确模型的，而且大多数控制对象在运行的同时自身的结构也在发生变化。所以仅用前馈并不能达到良好的控制品质。这时就需要加入反馈，反馈的特点是根据偏差来决定控制输入，不管对象的模型如何，也不管外界的干扰如何，只要有偏差，就根据偏差进行纠正，可以有效的消除稳态误差。解决前馈不能控制的不可测干扰。 前馈反馈综合控制在结合二者的优点后，可以提高系统响应速度 关键词：提馏段温度前馈-反馈串级控制
《过程控制仪表课程设计-精馏塔提馏段温度控制系统》
University of South China 过程控制仪表课程设计 设计题目：精馏塔提馏段温度控制系统姓名： 班级：自动化073班 学号：20074460333 指导教师： 2 0 1 0年12 月31日
1、系统简介 精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。精馏塔的控制直接影响到工厂的产品的质量、产量和能量的消耗，因此精馏塔的自动控制长期以来一直受到人们的高度重视。精馏塔是一个多输入多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制要求又大多较高。这些都给自动控制带来一定的困难。同时各塔工艺结构特点有千差万别，这需要深入分析特性，结合具体塔的特点，进行自动控制方案设计和研究。精馏塔的控制最终目标是：在保证产品质量的前提下，使回收率最高，能耗最小，或使总收益最大。在这个情况为了更好实现精馏的目标就有了提馏段温度控制系统的产生。 按提馏段指标的控制方案：当塔釜液为主要产品时，常常按提馏段指标控制。如果是液相进料，也常采用这类方案。这是因为在液位相进料时，进料量的变化，首先影响到塔底产品浓度，塔顶或精馏段塔板上的温度不能很好地反映浓度的变化，所以采用提馏段控制温度比较及时。另外如果对釜底出料的成分要求高于塔顶出料，塔顶或精馏段板上温度不能很好反映组分变化和实际操作回流比大于几倍最小回流比时，可采用提馏段控制。提馏段温度是衡量质量指标的间接指标，而以改变再沸器加热量作为控手段的方案，就是提馏段温控。 2、设计方案及仪表选型 2.1控制方案的确定 图2-1是精馏塔底部示意图，在再沸器中，用蒸汽加热塔釜液产生蒸汽，然后在塔釜中与下降物料进行传热传质。为了保证生产过程顺利进行，需要把提馏段温度θ。保持恒定。为此在蒸汽管路上装上一个调节阀，用它来控制加热蒸汽流量。从调节阀的做到温度θ发生变化，需要相继通过很多热容积。实践证明，加热蒸汽压力的波动对θ的影响很大。此外，还有来自液相加料方面的各种干扰，包括它的流量、温度和组分等，它们通过提馏段的传质过程，以及再沸器中传热条件（塔釜温度、再沸器液面等），最后也影响到温度θ。很明显当加热蒸汽压力波动较大时，如果采用如图2-1所示的简单单回路温度控制系统，调节品质一般不能满足生产要求。由于存在这些扰动故考虑串级控制系统。
过程控制课程设计-精馏塔温度控制系统
过程控制课程设计-精馏塔温度控制系统(总34页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
过程控制系统与仪表课程设计 目录 一、研究对象........................................................................................... 错误!未定义书签。 二、研究任务........................................................................................... 错误!未定义书签。 三、仿真研究要求 (4) 四、传递函数计算 (5) 五、控制方案........................................................................................... 错误!未定义书签。 1. 单回路反馈控制系统 (6) 1) 控制方案的系统框图和工艺控制流程图............................... 错误!未定义书签。 2) PID参数整定 (7) 3) 系统仿真................................................................................... 错误!未定义书签。 4) 对象特性变化后仿真 (12) 2. Smith预估补偿控制系统 ................................................................ 错误!未定义书签。 1) 控制方案的系统框图和工艺控制流程图............................... 错误!未定义书签。 2) 控制系统方框图....................................................................... 错误!未定义书签。 3) 系统仿真 (21) 3. 前馈-反馈控制系统 1) 控制方案的系统框图和工艺控制流程图 (25) 2) 系统仿真 (27) 3) 对象特性变化后仿真 (30) 六、控制性能比较 (35) 七、个人心得体会 (35)
精馏塔精馏段温度控制设计方案
精馏塔精馏段温度控制设计方案 1.课题研究的背景和意义 石油化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。分离互溶液体混合物有许多种方法，精馏是在炼油、化工等众多生产过程中广泛应用的一个传质过程。精馏过程通过反复的汽化与冷凝，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。精馏塔的控制直接影响到产品质量、产量和能量消耗，因此精馏塔的自动控制问题长期以来一直受到人们的高度重视[1]。 精馏过程是由精馏装置来实现的，精馏装置一般是由精馏塔、再沸器（重沸器）、冷凝冷却器、回流罐及回流泵等组成。 实际生产过程中，精馏操作可分为间歇精馏和连续精馏两种。石油化工等大型生产过程主要采用的连续精馏。 精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。蒸溜的原理是蒸气由塔底进入。蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。 精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程，其内在机理复杂，动态响应迟缓，变量之间相互关联，不同的塔工艺结构差别很大，而工艺对控制提出的要求又较高，所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题[1]。 2.课题研究的现状 随着生产过程向着大型、连续和强化方面发展，对操作条件要求更加严格，参数间相互关系更加复杂，对控制系统的精度和功能提出许多新的要求，对能源消耗和环境污染也有明确的限制，采用传统的单回路PID控制往往不能达到控制要求，为此，需要在简单控制系统的基础上，采取其他设施，组成复杂控制系统，也称多回路控制系统。在这种控制
精馏塔温度控制设计过程控制毕业设计
摘要 精馏是在石油、化工等生产过程中广泛运用的一种传质过程。通过精馏过程，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。分离的机理是利用混合物中各组分的挥发度不同进行分离。一般的精馏装置有精馏塔、再沸器、冷凝冷却器、回流罐及回流泵等设备组成。精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。精馏塔是一个多输入多输出的多变量的过程，内在机理较复杂，动态响应迟缓，变量之间互有影响，所以控制复杂。精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前期下，使塔的总收益最大，总成本最小。 本文主要是针对精馏塔温度控制设计。温度作为间接质量指标，是精馏塔质量控制中应用最早的也是目前最常见的方式,。用温度作为间接质量指标有一个前提，塔内压力应为定值。 关键词：精馏塔；温度控制；串级控制；前馈—串级；MATLAB仿真
Abstract Distillation is in petroleum, chemical industry etc widely used in the process of production of a mass transfer process. Through distillation process, the various components of hybrid material separation, respectively at the purity of specified. Separation mechanism is the use of various components in the mixture of volatility of different separation. General rectification device has rectifying column and reboiler, condensation cooler, reflux drum and the reflux pump and other equipment. Rectifying column is a kind of for distillation tower gas-liquid contact device, also known as the distillation tower. Rectification tower is a process of multiple input multiple output of multivariable internal mechanism is complex, dynamic response is slow, influence each other between variables, so the control of complex. Rectification tower control objectives are: to guarantee the quality of products qualified early, the total revenue of the tower is the largest, the minimum total cost. This article is mainly aimed at rectifying column temperature control design. Temperature indirectly as a quality index, is the first application in the quality control of rectification tower is by far the most common way, With temperature indirectly as a quality index has a premise, the tower pressure should be valued. Key Words：Rectification tower Temperature control Cascade control Feedforward cascade Matlab simulation
精馏塔控制系统设计
精馏塔控制系统设计 精馏塔控制系统是指用于控制精馏装置运行的自动化系统。精馏塔是 化工过程中常用的一种分离设备，用于将混合物按照不同组分进行分离， 并获得精馏产品。精馏塔控制系统设计的目标是实现对塔内温度、压力、 流量等参数的自动调节，以保持塔的稳定运行和达到设定的产品品质和产 量要求。 1.系统的安全性：由于精馏塔操作涉及到高温高压的条件，系统的安 全性是首要考虑因素。安全系统应该能及时发现并处理可能的危险情况， 如超压、超温等，确保塔内的操作条件始终处于安全范围内。 2.过程控制策略：根据塔的物料性质和操作要求，设计合理的控制策略。常见的控制策略包括温度控制、压力控制、流量控制等。需要根据塔 内的反应动力学特性和传热传质特性来优化控制策略，比如采用多变量控 制或者模型预测控制等。 3.仪表设备选型：根据控制策略选择合适的仪表设备，如温度传感器、压力传感器、流量计等。仪表设备应具有高精度、稳定性好和耐高温高压 等特点，以满足精馏塔操作的要求。 4.控制系统架构设计：根据控制策略和仪表设备的选择，设计控制系 统的架构。控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和通信网络等部分。传感器用于测量塔内的物理参数，执行器用于调节塔内的操作条件，控制 器用于处理传感器的测量信号并确定下一步的控制策略，通信网络用于传 输和共享数据。 5.监控系统设计：精馏塔的操作过程需要实时监控，及时发现和处理 异常情况。监控系统应能对塔内各项参数进行实时显示和记录，并提供报
警、故障诊断和数据分析等功能。监控系统可以采用人机界面、数据采集系统、故障诊断系统等多种形式。 在精馏塔控制系统的设计中，需要充分考虑各种可能的操作变量、工艺的稳定性、产量和能耗等方面的要求。通过合理的控制系统设计，可以实现对精馏塔的准确控制，提高产品质量和产量，降低能耗和运行成本。
精馏塔控制系统设计
摘要 精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同的挥发度，将各组分分离并达到规定的纯度要求。精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相,气相中的重组分转移到液相，实现组分的分离。精馏操作的应用越来越广，分流物料的组分越来越多，分离的产品纯度越来越高。 本文主要围绕选丁醇塔为研究对象，在分析其工艺流程和系统构成的基础上，结合实际系统，进行了温度、流量、液位、和压力等影响因素方面的控制系统设计，详细设计了精馏过程的控制方案,包括串级控制、分程控制等。使精馏塔控制系统达到工业生产的要求。 关键词：精馏，控制系统，串级控制，分程控制
Abstract Distillation is a use of liquid mixture backflow get high purity of distillation separation method, is the most widely used in industry of liquid mixture separation operation widely used in petroleum, chemical industry, light industry, food, metallurgical and other departments. The goal was to use the mixture of distillation of components with different volatile degree, separation and the various components of the purity of the specified requirements. The essence of the distillation process is to use the mixture of components with different volatility for, namely the same temperature of various components of the steam partial pressure of different, make the light component in liquid phase transfer to the gas phase, restructuring of the gas phase transfer to liquid, realize the separation of components. Distillation operation used more and more widely, tap the components of the material is more and more, the separation of more and more high purity This paper, focusing on choose butanol tower as the research object, the analysis of the process flow and system components on the basis of the practical system, the temperature, flow, liquid level, and stress factors as the control system design, detailed design the distillation process control plan, including cascade control, process control points. Make the column to industrial control system of production requirements. Keywords: Distillation. Control system. Cascade control. Process control points
精馏塔釜温度串级控制系统设计
Hefei University 无机非班：《测量仪表及自动化》过程考核之三——设计 题目自拟：包括1、体系，如燃烧炉、精馏塔等；2、控制点，单点如温度、压力等，题目： 多点可以用综合控制等词；3、控制方案，如 PID 控制，简单控制，串级控制等系别：化学材料与工程系 班级：11 无机非（ 1） 姓名：陶焱 学号： 教师：胡科研 日期：2013-10-26
精馏塔釜温度串级控制系统设计 摘要：在石油、轻工、化工等生产过程中，常常需要将原料、中间产物或粗产品 中的组成部分进行分离，而精馏是最常用的方法。精馏是石油、化工等众多生产过程中广泛应用的传质过程，通过精馏过程，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。分离的机理是利用混合物中各组分的挥发度不同（沸点不同），使液相中的轻组分（低沸点）和汽相中的重组分（高沸点）相互转移，从而实现 分离。精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝冷却器、回流罐及回流泵等组成。精馏 塔是一个多输入多输出的多变量过程，内在机理较为复杂、动态响应迟缓、变量之间相互关联，不同的塔结构差别很大，而工艺对控制的要求又较高，所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题。我们此次设计就是要设计一个精馏塔 温度的控制系统。要求当物料进入精馏塔时，塔釜的温度可控并且温度恒定，保 证生产的连续性。 关键词：精馏、多输入多输出、动态响应。 精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典型分离设备。它是依据精馏原理对液体进行分离，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组份（即沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化。经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，也就是说在提馏段上升的轻组分的易挥发组分逐渐增多，难挥发组分逐渐减少，而下降液相中易挥发组分逐渐减少，难挥发组分逐渐增多，从而实现分离的目的，满足化工连续化生产的需要。精馏塔塔釜温度控制的稳定与否直接决定了精馏塔的分离质量和分离效果，控制精馏塔的塔釜温度是保证产品高效分离，进一步得到高纯度产品的重要手段。维持正常的塔釜温度，可以避免轻约分流失， 提高物料的回收率；也可减少残余物料的污染作用。 影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰（如进料流量，温度及 成分等的变化对温度的影响）。一般情况下精馏塔塔釜的温度，我们是通过控制精馏塔釜内灵敏板的温度来控制的。灵敏板是当外界条件或负荷改变时精馏塔内温度变化最灵敏的一块塔板。以往调节只是采用灵敏板温度调节器单一回路调 节，调节反应慢，时间滞后，对精馏操作而言，产品的纯度很难保证。从上述干扰 分析来看，有些干扰是可控的，有些干扰是不可控的。从而选择一种可靠并且 稳定的控制系统是非常重要的。 一、总体设计方案
精馏塔塔釜温度控制系统
摘要 在石油、轻工、化工等生产过程中，常常需要将原料、中间产物或粗产品中的组成部分进行分离，而精馏是最常用的方法。精馏是石油、化工等众多生产过程中广泛应用的传质过程，通过精馏过程，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。分离的机理是利用混合物中各组分的挥发度不同（沸点不同），使液相中的轻组分（低沸点）和汽相中的重组分（高沸点）相互转移，从而实现分离。精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝冷却器、回流罐及回流泵等组成。精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程，内在机理较为复杂、动态响应迟缓、变量之间相互关联，不同的塔结构差别很大，而工艺对控制的要求又较高，所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题。我们此次设计就是要设计一个精馏塔温度的控制系统。要求当物料进入精馏塔时，塔釜的温度可控并且温度恒定，保证生产的连续性。 关键词：精馏、多输入多输出、动态响应。
第1章绪论 精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典型分离设备。它是依据精馏原理对液体进行分离，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组份（即沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化。经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，也就是说在提馏段上升的轻组分的易挥发组分逐渐增多，难挥发组分逐渐减少，而下降液相中易挥发组分逐渐减少，难挥发组分逐渐增多，从而实现分离的目的，满足化工连续化生产的需要。精馏塔塔釜温度控制的稳定与否直接决定了精馏塔的分离质量和分离效果，控制精馏塔的塔釜温度是保证产品高效分离，进一步得到高纯度产品的重要手段。维持正常的塔釜温度，可以避免轻约分流失，提高物料的回收率；也可减少残余物料的污染作用。 影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰（如进料流量，温度及成分等的变化对温度的影响）。一般情况下精馏塔塔釜的温度，我们是通过控制精馏塔釜内灵敏板的温度来控制的。灵敏板是当外界条件或负荷改变时精馏塔内温度变化最灵敏的一块塔板。以往调节只是采用灵敏板温度调节器单一回路调节，调节反应慢，时间滞后，对精馏操作而言，产品的纯度很难保证。从上述干扰分析来看，有些干扰是可控的，有些干扰是不可控的。从而选择一种可靠并且稳定的控制系统是非常重要的。
精馏塔釜温度、蒸汽流量串级控制系统设计
第一章绪论 (1) 第二章系统器件选择 (2) 2.1 温度传感器选择 (2) 2.2 调节器与执行器、传感器的选型 (2) 第三章硬件设计方案 (3) 3.1 副调节器正反作用方式确定 (3) 3.2 控制算法选择 (3) 第四章系统的方框图 (4) 第五章用MATLAB对系统仿真并分析 (6) 第六章对系统稳定运行后突加干扰分析 (8) 第七章总结 (10) 第八章、参考文献 (11) 第一章绪论 过程控制在石油、化工、电力、冶金等部门有广泛的应用。20世纪50年代，过程控制主要用于使生产过程中的一些参量保持不变，从而保证产量和质量稳定。60年代，随着各种组合仪表和巡回检测装置的出现，过程控制已开始过渡到集中监视、操作和控制。70年代，出现了过程控制最优化与管理调度自动化相结合的多级计算机控制系统。80年代，过程控制系统开始与过程信息系统相结合，具有更多的功能。以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。 本次课程设计采用串级控制的方法，串级控制是改善控制质量的有效方法之一，在控制过程中得到了广泛应用。串级控制系统中增加了一个包含二次扰动的副回路，使系统改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率；对二次干扰有很强的克服能力；提高了对一次扰动的客服能力和对回路参数变化的自使用能力。串级控制系统在工业应用上，用于克服被控过程较大的容量滞后、用于克服被控过程的纯滞后、可以抑制变化剧烈而且幅度大的扰动、并克服被控过程的非线性。
精馏塔提馏段的温度控制设计
成绩 过程控制仪表课程设计 设计题目精馏塔提馏段的温度控制系统学生姓名 XX 专业班级自动化X X X X班 学号 XXXXXXXXXXX 指导老师 XXX 2019年XX月XX日
《过程控制仪表》课程设计评分标准表 姓名：XX 学号：XXXXXXXXX 课程设计的最终成绩采取“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”和“不及格”五级记分。100-90分（优秀）、89-80（良好）、79-70（中等）、69-60（及格）、低于60（不及格）
《过程控制仪表课程设计》任务书
目录 1.设计任务与要求 (1) 1.1 设计任务 (1) 1.2 设计要求 (1) 2.系统简介 (1) 3.设计方案及仪表选型 (2) 3.1控制方案的确定 (2) 3.2系统原理及方框图 (3) 3.3仪表选型 (4) 4.系统仿真分析 (10) 5.控制系统仪表配接图及说明 (13) 6.仪表型号清单 (13) 7.总结 (14) 参考文献 (14)
1.设计任务与要求 1.1 设计任务 过程控制仪表课程设计，是《自动化仪表与装置》课程中的后续课程，实践教学环节，也是一次全面的专业知识的运用和实践。 ⑴巩固和深化所学课程的知识： 通过课程设计，要求学生初步学会运用本门课程和其它相关课程的基本知识和方法，来解决工程实际中的具体的设计问题，检验学生对本门课程及相关课程内容的掌握的程度，以进一步巩固和深化所学课程的知识。 ⑵培养学生的设计、实践能力： 通过课程设计，从方案选择、设计计算到绘制图纸、编写设计说明书，可以培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握自动控制系统中各环节使用仪表的基本方法和步骤，为以后从事工程设计打下良好的基础。⑶使学生能熟悉和运用设计资料，学会查阅相关文献，如有关国家标准、手册、图册等，以完成作为工程技术人员在工程设计方面所必须的基本训练。 1.2 设计要求 （1）编写过程控制仪表设计说明书。内容包括：控制系统的简单介绍，工艺流程分析；各环节仪表的选型、仪表的工作原理及性能指标；控制系统的仿真分析；仪表间的配接说明。 （2）绘制工艺流程原理框图。 （3）给出系统仪表型号清单。 （4）绘制仪表盘电气接线图，端子接线图。 2.系统简介 精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节，精馏过程是一个复杂的传质传热过程,表现为:过程变量多,被控变量多,可操纵的变量也多，精馏塔的控制直接影响到工厂的产品的质量、产量和能量的消耗，因此精馏塔的自动控制长期以来一直受到人们的高度重视。各塔工艺结构特点有千差万别，这需要深入分析特性，结合具体塔的特点，进行自动控制方案设计和研究，其自动控制系统的核心在于品质指标的设定、被控变量和操作变量的选择。在精馏塔的控制系统设计中，应选取馏出产品的质量指标、蒸馏产品的产量指标和蒸馏过程
精馏塔控制系统
精馏塔控制系统 1 概述 精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度，将各组分分离并达到规定的纯度要求。精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相，气相中的重组分转移到液相，实现组分的分离。 轻组分的转移提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸汽冷凝为液相，并提供精馏所需的回流。 精馏过程是一个复杂的传质传热过程。表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂。因此，熟悉工艺过程和内在特性，对控制系统的设计十分重要。 1.1 精馏塔的控制要求 精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总收益最大，成本最小。 精馏过程是在一定约束条件下进行的。因此，精馏塔的控 制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面 考虑。 1．质量指标 精馏塔的质量指标是指塔顶或塔底产品的纯度。通常，满 足一端的产品质量，即塔顶或塔底产品之一达到规定纯度，而 另一端产品的纯度维持在规定范围内。所谓产品的纯度，就二 元精馏来说，其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产 品中重组分含量。对于多元精馏而言，则以关键组分的含量来 表示。关键组分是指对产品质量影响较大的组分，塔顶产品的 关键组分是易挥发的，称为轻关键组分；塔底产品的关键组分 是不易挥发的，称为重关键组分。产品组分含量并非越纯越好， 原因是，纯度越高，对控制系统的偏离度要求就越高，操作成 本的提高和产品的价格并不成比例增加，因此纯度要求应与使图1-1 精馏塔示意图 用要求适应。 2．物料平衡控制 进出物料平衡，即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡，维持塔的正常平稳操作，以及上下工序的协调工作。物料平衡的控制是以冷凝罐（回流罐）与塔釜液位一定（介于规定的上、下限之间）为目标的。 3．能量平衡和经济平衡性指标 要保证精馏塔产品质量、产品产量的同时，考虑降低能量的消耗，使能量平衡，实现较好的经济性。 4．约束条件 精馏过程是复杂传质传热过程。为了满足稳定和安全操作的要求，对精馏塔操作参数有一定的约束条件。 气相速度限：精馏塔上升蒸汽速度的最大限。当上升速度过高时，造成雾沫带，塔板上的液体不能向下流，下层塔板的气相组分倒流到上层塔板，出现液泛现象。 最小气相速度限：指精馏塔上升蒸汽速度的最小限值。当上升蒸汽速度过低时，上升蒸汽不能托起上层的液相，造成漏夜，使板效率下降，精馏操作不能正常进行。
精馏塔控制系统
精馏塔控制系统 6.1 概述 精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度，将各组分分离并达到规定的纯度要求。精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相，气相中的重组分转移到液相，实现组分的分离。 轻组分的转移提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸汽冷凝为液相，并提供精馏所需的回流。 精馏过程是一个复杂的传质传热过程。表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂。因此，熟悉工艺过程和内在特性，对控制系统的设计十分重要。 6.1.1 精馏塔的控制要求 精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总收益最大，成本最小。 精馏过程是在一定约束条件下进行的。因此，精馏塔的控 制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面 考虑。 1．质量指标 精馏塔的质量指标是指塔顶或塔底产品的纯度。通常，满 足一端的产品质量，即塔顶或塔底产品之一达到规定纯度，而 另一端产品的纯度维持在规定范围内。所谓产品的纯度，就二 元精馏来说，其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产 品中重组分含量。对于多元精馏而言，则以关键组分的含量来 表示。关键组分是指对产品质量影响较大的组分，塔顶产品的 关键组分是易挥发的，称为轻关键组分；塔底产品的关键组分 是不易挥发的，称为重关键组分。产品组分含量并非越纯越好， 原因是，纯度越高，对控制系统的偏离度要求就越高，操作成 本的提高和产品的价格并不成比例增加，因此纯度要求应与使图6.1-1 精馏塔示意图 用要求适应。 2．物料平衡控制 进出物料平衡，即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡，维持塔的正常平稳操作，以及上下工序的协调工作。物料平衡的控制是以冷凝罐（回流罐）与塔釜液位一定（介于规定的上、下限之间）为目标的。 3．能量平衡和经济平衡性指标 要保证精馏塔产品质量、产品产量的同时，考虑降低能量的消耗，使能量平衡，实现较好的经济性。 4．约束条件 精馏过程是复杂传质传热过程。为了满足稳定和安全操作的要求，对精馏塔操作参数有一定的约束条件。 气相速度限：精馏塔上升蒸汽速度的最大限。当上升速度过高时，造成雾沫带，塔板上的液体不能向下流，下层塔板的气相组分倒流到上层塔板，出现液泛现象。 最小气相速度限：指精馏塔上升蒸汽速度的最小限值。当上升蒸汽速度过低时，上升蒸汽不能托起上层的液相，造成漏夜，使板效率下降，精馏操作不能正常进行。
精馏塔控制系统方案
第6章精馏塔控制系统 6.1 概述 精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度，将各组分别离并到达规定的纯度要求。精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相，气相中的重组分转移到液相，实现组分的别离。 轻组分的转移提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸汽冷凝为液相，并提供精馏所需的回流。 精馏过程是一个复杂的传质传热过程。表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂。因此，熟悉工艺过程和在特性，对控制系统的设计十分重要。精馏塔的控制要求 精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总收益最大，本钱最小。 精馏过程是在一定约束条件下进展的。因此，精馏塔的控 制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面 考虑。 1．质量指标 精馏塔的质量指标是指塔顶或塔底产品的纯度。通常，满 足一端的产品质量，即塔顶或塔底产品之一到达规定纯度，而 另一端产品的纯度维持在规定围。所谓产品的纯度，就二元精 馏来说，其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产品中 重组分含量。对于多元精馏而言，那么以关键组分的含量来表 示。关键组分是指对产品质量影响较大的组分，塔顶产品的关 键组分是易挥发的，称为轻关键组分；塔底产品的关键组分是 不易挥发的，称为重关键组分。产品组分含量并非越纯越好， 原因是，纯度越高，对控制系统的偏离度要求就越高，操作本 钱的提高和产品的价格并不成比例增加，因此纯度要求应与使图6.1-1 精馏塔示意图 用要求适应。 2．物料平衡控制 进出物料平衡，即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡，维持塔的正常平稳操作，以及上下工序的协调工作。物料平衡的控制是以冷凝罐〔回流罐〕与塔釜液位一定〔介于规定的上、下限之间〕为目标的。 3．能量平衡和经济平衡性指标 要保证精馏塔产品质量、产品产量的同时，考虑降低能量的消耗，使能量平衡，实现较好的经济性。 4．约束条件 精馏过程是复杂传质传热过程。为了满足稳定和平安操作的要求，对精馏塔操作参数有一定的约束条件。 气相速度限：精馏塔上升蒸汽速度的最大限。当上升速度过高时，造成雾沫带，塔板上的液体不能向下流，下层塔板的气相组分倒流到上层塔板，出现液泛现象。 最小气相速度限：指精馏塔上升蒸汽速度的最小限值。当上升蒸汽速度过低时，上升蒸汽不能托起上层的液相，造成漏夜，使板效率下降，精馏操作不能正常进展。 操作压力限：每一个精馏塔都存在最大操作压力限制。