精馏塔的控制

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典型化工单元的控制案例—精馏塔的控制(工业仪表自动化)

典型化工单元的控制案例—精馏塔的控制(工业仪表自动化)

1、精馏塔温度控制为 什么常用灵敏板上的温度作 为被控变量?
2、精馏塔精馏段温度控 制为什么改变回流量而不改 变再沸器的加热量?
精馏塔是化工生产中重 要的分离设备,它利用混合 物中各组分挥发度的不同, 将混合物组分进行分离并达 到规定的纯度要求。
CONTENTS
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有些干扰是可控的,有些干扰 是不可控的。一般对可控的主要 干扰可采用定值控制系统加以克 服。然而对不可控的干扰,它们 最终将反映在塔顶馏出物与塔底 采出量的产品质量上。
思考题
1、精馏塔液相进Байду номын сангаас流量 增加对塔顶产品有什么影响?
2、精馏塔塔压增加对塔 顶产品和塔底产品有什么影 响?
CONTENTS
01
塔压定值控制
进料流 量控制
回流量定 值控制
塔釜液 位控制
回流罐液 位控制
质量控制系统
03
塔压定值控制
A B
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在实际生产过程中,由 于不同的物料性质,精馏塔 的类型不同,生产产品纯度 的要求不同等情况,可根据 现场具体情况采用各种不同 的控制方法。。

精馏塔的操作

精馏塔的操作

精馏塔的操作精馏塔的操作填料塔的操作是从物料平衡、热量平衡、相平衡及填料塔性能等几个方面考虑,通过控制系统建立并调节塔的操作条件,使填料塔满足分离要求。

控制系统可采用手动、一般自动化仪表或智能计算机操作。

(一)、控制参数图中表示了塔操作控制的典型参数,其中6个流量参数:进料量、塔顶和塔釜产品流量、冷凝量、蒸发量和回流量。

除流量参数外,还有压力、塔釜液位、回流罐液位、塔顶产品组成和塔釜产品组成等参数。

精馏塔常用控制参数压力和液位控制是为了建立塔稳态操作条件,液位恒定阻止了液体累积,压力恒定阻止了气体累积。

对于一个连续系统,若不阻止累积就不可能取得稳态操作,也就不可能稳定。

压力是精馏操作的主要控制参数,压力除影响气体累积外,还影响冷凝、蒸发、温度、组成、相对挥发度等塔内发生的几乎所有过程。

产品组成控制可以直接使用产品组成测定值, 也可以采用代表产品组成的物性,如密度、蒸气压等。

最常用的是采用灵敏点温度。

(二)、填料塔操作瓶颈及解决方法任何一个设计都不可能把装置中的每个设备及每个设备中的每个部分设计在同一最大负荷百分数下操作,而许多工厂则希望采取各种手段使装置生产能力达到最大,这就使装置中的至少一个部分成为操作瓶颈,填料塔操作中,填料塔的任一部分、塔顶冷凝器、塔釜再沸器等都可能成为操作瓶颈,这里所指的瓶颈是指装置已达到设计负荷需进一步提高分离效率和生产能力,而装置中的某一设备或某一设备的某一部分限制了生产能力和分离效率的提高。

1、填料塔为操作瓶颈填料塔在设计气液负荷范围内操作可取得所需的分离效率,超过此负荷范围,会导致分离效率下降、压降升高泛塔等现象,多数情况下填料塔操作提高处理能力和分离效率的瓶颈是填料塔本身。

(1) 填料塔处理能力的提高① 增、降压操作若设备及工艺条件允许,适当增、降塔压是提高填料塔处理能力的最好办法。

在常压附近,提高压力可使处理量提高,低压、相对挥发度高及相对挥发度随压力变化不大时,增压操作对处理量提高最大。

精馏塔控制关键因素和节能途径

精馏塔控制关键因素和节能途径

精馏塔控制关键因素和节能途径摘要:精馏是化工生产中重要的基础操作,由于化工行业能耗非常高,如何实现高效节能已经成为社会及行业广泛关注的课题,化工产品生产组织过程中,精馏塔是主要的设备组成部分,也是节能降耗的重点,对此我们要在强化精馏塔控制的基础上,着力对节能降耗方面进行研究探讨。

关键词:精馏塔;控制;节能;气相流体一、精馏塔控制基本原理蒸馏是化学生产中分离溶液混合物的典型操作.它的本质是多级蒸馏,也就是在一定汽化压力下,采用不同的沸点或溶解液混合物组分的饱和,对低沸点或高蒸汽压力进行汽化,经过反复蒸发并在气态中部分冷凝后逐渐分离。

在此过程中,传热和传质过程同时进行,并受传质过程的控制。

原料从塔中间的合适位置进入塔内,其中塔的上部为不进给蒸馏,而下部为保留部分。

冷凝器提供液体从塔顶的相流入,然后沸腾器提供来自塔深的回流空气。

气相流体回流是精馏的一个重要特性。

总得来看,精馏塔是气体和液体之间提供接触设备,用于实施质量交换过程。

二、精馏塔控制关键因素(一)精馏塔稳定性为了使精馏塔稳定运行,必须保持精馏装置的平衡。

为确定原液中流量,只要给出蒸馏液中挥发性成分系数和蒸汽渣中挥发性成分系数,还可以确定蒸馏液和锅炉渣流量。

同时,压舱物中挥发性组分的分离程度和系数取决于气液与理论板数关系,因此,要根据残留立方体液体中挥发性成分的摩尔系数来确定,从一定程度上说,这种平衡及系数不能随意改变,否则将导致不平衡,最终改变塔的组成,导致功能不平衡。

(二)回流比例控制影响精馏塔分离效率的主要原因是与回流有关。

在操作和生产中,通常通过改变反比来控制产品的质量。

区间工作线的陡度与逆流成正比,该扇区的传递力与逆流成正比。

首先由于精馏塔理论板块数量限制在规定的板材数量范围内,即使回流程度增加到总流量一定限度值,其次根据整个塔架的材料平衡,分辨率极限。

(三)原料输入输出原料输入输出应随实际运行条件改变而改变,精馏塔控制一般设置有多个进给位置,以满足生产过程中的一些突发情况,主要是在精馏塔中准确、合适的位置方面进行精准把握,以保证流量安全。

精馏的操作技巧

精馏的操作技巧

精馏的操作技巧精馏是一种分离液体混合物中各组分的常用方法,主要应用于化工、石油、制药等领域。

在进行精馏操作时,需要遵循一系列的操作技巧,以提高分离效率和产品纯度。

下面是一些关键的精馏操作技巧:1. 选择合适的精馏塔:根据混合物的特性,选择合适的精馏塔类型,例如平板塔、填料塔或结构塔。

不同类型的塔适用于不同的操作条件和分离效果。

选用合适的精馏塔能够提高分离效率。

2. 控制进料速率:控制进料速率是精馏操作中重要的一步,过高或过低的进料速率都会对分离效果产生负面影响。

应根据具体情况合理调节进料速率,以保证塔内的气液平衡。

3. 维持适当的冷凝温度:冷凝器的冷凝温度是精馏操作中的关键因素之一。

过低的冷凝温度会导致过度凝结和附壁现象,影响精馏塔内的传质和传热效果。

而过高的冷凝温度则会降低塔内温度,使分离效果下降。

应根据混合物的沸点范围选择合适的冷凝温度。

4. 调整塔内压力:塔内压力对精馏操作具有重要影响。

较低的塔内压力会使焓泄漏减少,增加分离效率。

但过高的塔内压力会增加能耗和操作难度。

应根据分离要求和设备性能优化调整塔内压力。

5. 控制塔底液位:塔底液位的控制对精馏操作至关重要。

过高的液位会导致部分液体通过不规则出口溢出,影响分离效果。

过低的液位会使精馏液下降,减少分离效果。

应根据实际情况合理控制塔底液位。

6. 确保塔内充分传质:充分传质是精馏操作中的关键步骤。

通过增加传质的有效面积和传质速度,可以提高分离效果。

合理选择塔内的填料材料、塔板孔径和塔板间距等参数,以增加传质效果。

7. 反应塔与精馏塔的选择:在某些情况下,可能需要在反应过程中进行精馏操作。

这时,应根据反应塔和精馏塔的特性选择合适的操作方式和顺序。

合理的反应塔与精馏塔的选择可以提高反应效率和产品纯度。

8. 缺陷修复:发现塔内存在缺陷时,如裂缝、漏气等,应及时进行修复。

塔内缺陷会影响操作的稳定性和产品纯度,需要及时处理。

9. 定期检查和维护:精馏操作之后,需要对设备进行定期检查和维护。

精馏塔高液位

精馏塔高液位

精馏塔高液位精馏塔是石油炼化中的重要设备之一,用于对原油进行分馏和提纯,将原油中的不同组分按照沸点的高低进行分离,获得所需的产品。

高液位在精馏塔操作中是一种常见的异常情况,可能导致塔底泵杯液位过高,甚至发生溢液,对设备和人员安全造成重大威胁。

因此,精馏塔高液位的控制至关重要。

精馏塔高液位的原因有很多,包括进料过多、进料质量变化、塔底塞板堵塞、冷却水不足等。

在日常运行中,操作人员需要密切关注精馏塔的各项参数,及时发现异常情况并采取相应的措施进行处理。

首先,为了有效控制精馏塔高液位,需要密切关注塔底泵的运行状况。

塔底泵是精馏塔中的重要设备,主要用于将塔底液体抽出,与其它塔进行串联操作。

如果塔底泵运行异常或受堵塞影响,将导致塔底液位升高。

因此,定期检查塔底泵的状态,清理泵体内部的杂物,确保其正常运行非常重要。

其次,提高冷却系统的运行效率也是控制精馏塔高液位的关键。

精馏塔一般采用水冷却方式进行热交换,将热量带走。

如果冷却系统运行不畅或冷却水供应不足,将导致塔顶温度升高,造成塔底液位升高。

因此,在运行过程中要定期检查冷却系统的运行状态,确保冷却水供应充足,并清洗冷却系统中的堵塞物。

另外,进料流量和质量的变化也是造成精馏塔高液位的重要原因。

进料过多或进料质量的变化将导致塔底液位快速升高。

因此,操作人员需要及时调整进料流量、检查原料质量,保持塔底液位在安全范围内。

此外,定期检查和维护塔底塞板也是控制精馏塔高液位的重要措施之一。

塔底塞板是精馏塔底部的一个重要部件,它能够有效地分离塔底液相和塔底汽相,保持塔底液位的稳定。

如果塔底塞板受到堵塞或损坏,将影响塔底液位的分离效果,导致塔底液位升高。

因此,定期检查和维护塔底塞板的完整性,清理塞板上的杂物,保持塔底液位的稳定。

总之,控制精馏塔高液位是确保精馏过程正常运行和安全生产的重要环节。

在实际操作中,操作人员需要密切关注塔底泵的运行状况、冷却系统的运行效果、进料流量和质量的变化,以及塔底塞板的完整性。

精馏塔压力控制方案

精馏塔压力控制方案

引言精馏塔是化工过程中常用的设备,用于将混合物进行分馏,以获得所需的纯净组分。

在精馏过程中,精馏塔压力的控制非常重要,因为压力的变化会影响到馏出液的组分和品质。

本文将介绍精馏塔压力控制的方案。

1. 压力控制方法在精馏塔中,常见的压力控制方法有以下几种:1.1 开关控制开关控制是最简单的一种控制方法。

通过开关控制,可以将塔底排出液或塔顶进料的流量进行开关控制,以维持精馏塔内部的压力。

当塔底压力过高时,开关控制会打开塔底排出液的流量,从而降低塔底压力;当塔底压力过低时,开关控制会关闭塔底排出液的流量,从而增加塔底压力。

1.2 比例控制比例控制是一种根据压力偏差的大小,来控制进料或排出液流量的控制方法。

比例控制可以根据压力变化的幅度来调整进料或排出液的流量,以保持精馏塔内部的压力稳定。

比例控制常用于对精馏塔进行精确控制的情况。

1.3 PID控制PID控制是一种通过比例、积分和微分三个控制参数来实现对压力的精确控制的方法。

通过调整PID控制器的参数,可以使得进料或排出液的流量能够根据压力的变化情况进行自适应调整,从而实现对精馏塔压力的精确控制。

2. 压力控制方案选择选择合适的压力控制方案取决于以下几个方面:2.1 精度要求对于某些精细化工过程,需要对压力进行高精度的控制,这时可以选择PID控制或比例控制来实现。

而对于一些要求不高的一般过程,开关控制也可以满足要求。

2.2 过程的稳定性对于一些稳定性要求较高的过程,如需要对进料液的成分进行精确控制的情况,应选择PID控制方法。

PID控制可以根据压力变化的反馈信号来自适应调整进料或排出液的流量,从而保持精馏塔内部的压力稳定。

2.3 控制的复杂度不同的压力控制方法对操作人员的要求也有所不同。

开关控制是最简单的一种控制方法,对操作人员的要求较低。

而PID控制则需要操作人员对PID控制器的参数进行调整和优化,对操作人员的要求较高。

综合考虑上述因素,可以选择合适的压力控制方案。

和利时优化控制案例1--精馏塔APC优化控制

和利时优化控制案例1--精馏塔APC优化控制

【项目简介】本项目以庆华集团己内酰胺生产系统中醇酮干燥工序的精馏塔为例,采用和利时优化控制策略对精馏塔装置实施优化控制,使生产线能够长期“安全、稳定、连续、自动、优化”运行,从而达到改善主要过程参数的控制品质、减少能源和设备损耗、节约生产运行成本、最大限度地发挥装置的生产能力、提高产品质量、为公司创造更多的经济效益。

【工艺简介】庆华己内酰胺项目采用肟法制备己内酰胺。

肟法的原料环己酮由苯酚加氢得环己醇,再脱氢而得;同时将副产品环己烯经过水合反应生成环己醇。

环己醇装置中的醇酮干燥工序主要是对粗醇酮进行分离干燥。

醇酮干燥工序工艺流程如图1所示。

粗醇酮在干燥塔(T-22301)中经过高压蒸汽加热干燥后进入精馏塔(T-22302),醇酮等有机相在精馏塔再沸器的作用下脱除轻组分,成为环己酮、环己醇混合物输出到酮塔中。

图1 精馏塔工艺流程图【优化控制目标】精馏塔装置优化控制的目标是:在保证产品质量合格的前提下,使塔的总收益(利润)最大或总成本最小。

具体来说就是要达到以下三个目的:1)产品质量目标:达到塔顶产品纯度指标要求;2)产品产量目标:在保证产品质量目标的前提下,尽可能稳定塔顶产品的产量;3)能量消耗目标:在保证产品质量目标和产量目标的前提下,尽可能降低整套精馏塔装置的能耗。

【对象特性及控制难点分析】精馏塔作为被控对象,要受以下特性制约:1)物料平衡特性:产品的平均采出量之和等于平均进料量。

2)能量平衡特性:精馏塔的输入输出能量应平衡,使塔内操作压力维持相对恒定。

3)约束条件限制:为保证精馏塔的正常、安全操作,必须使运行参数限制在约束条件之下,如液泛限、漏液限、压力限等。

4)主要干扰因素:精馏塔的运行过程主要受进料状态的影响,包括进料流量、进料温度、进料组分等;另外还受压力及环境温度等因素的影响。

由此可见,精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程,内在机理较复杂,动态响应迟缓、变量之间相互关联,而工艺对控制提出的要求又较高,所以对于这样一个典型的多变量强耦合、大惯性大滞后、非线性、强干扰的复杂难控对象,需要采用先进的优化控制方案才能达到好的控制效果。

精馏塔顶液体回流作用方式及控制

精馏塔顶液体回流作用方式及控制

精馏塔顶液体回流作用方式及控制精馏塔是一种常见的利用物质的沸点差异进行分离和纯化的设备。

在精馏塔中,顶液体回流是一个重要的操作过程,它起到扩大精馏塔塔板效应、提高分离效率以及减少塔内泄漏的作用。

本文将详细介绍精馏塔顶液体回流的作用、方式以及控制方法。

顶液体回流的作用可以概括为四点:1.塔板效应的增强:通过增加塔顶回流液体量,可以提高传质效果,减小物质在塔板上的平均停留时间,从而加强物质之间的传递和分离效果。

2.分离效率的提高:塔顶液体回流可以将塔顶所蒸发出的轻组分湿度降低,使其快速回流至塔板底部,尽可能减小轻组分的损失,提高分离效果。

3.减少塔内泄漏:通过增加塔顶回流液体流量,可以减少轻组分的直接泄漏到塔顶,从而降低产品中轻组分的含量,达到提高产品纯度的目的。

4.能量回收:精馏塔顶液体经过除气、冷凝等处理后,可以变成高压蒸汽和液体,其中的潜热和焓值可以通过回收再利用,从而提高能量利用效率。

在精馏塔中,顶液体回流的方式有两种常见的形式:定量回流和比例回流。

定量回流是指根据回流液体的流量和塔顶压力的设定值来控制顶液体回流的方式。

通常情况下,定量回流的流量是通过开启或关闭顶液体回流线上的流量控制阀来实现的。

通过不断地调整流量控制阀的开度,可以控制回流液体的流量,从而达到稳定塔顶液位的目的。

比例回流是指根据塔顶液位的变化来自动调节回流液体流量的方式。

通常情况下,比例回流的流量是通过PID控制器控制回流液体流量调节阀的开度来实现的。

PID控制器会根据塔顶液位和设定值之间的差异来调节回流液体的流量,使得塔顶液位保持在设定值附近。

在顶液体回流的控制过程中,需要注意以下几点:1.确定合适的回流液体流量:回流液体流量的设置应该根据塔板效应、分离效果等因素进行合理的选择,一般情况下,回流液体流量应该能够满足传质要求,但又不能过大,以免引起洗板现象。

2.确保回流液体的质量:回流液体应该具有足够的纯度和稳定性,以免对塔内分离效果产生负面影响。

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精馏塔的控制12.1 概述•精馏是石油、化工等众多生产过程中广泛应用的一种传质过程,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(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。

精馏塔的特点精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程,内在机理较复杂,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。

而且从能耗的角度,精馏塔是三传一反典型单元操作中能耗最大的设备。

一、精馏塔的基本关系(1)物料平衡关系总物料平衡: F=D+B (12-1) 轻组分平衡:F z f =D x D +B x B (12-2) 联立(12-1)、(12-2)可得:(2)能量平衡关系 在建立能量平衡关系时,首先要了解分离度的概念。

所谓分离度s 可用下式表示:DB D f D BB f D x x x z F D x x z D Fx --=+-=)((12-3))1()1(D B B Dx x x x s --=(12-5)可见,随着s 的增大,x D 也增大,x B 而减小,说明塔系统的分离效果增大。

影响分离度s 的因素很多,如平均相对挥发度、理论塔板数、塔板效率、进料组分、进料板位置,以及塔内上升蒸汽量V 和进料F 的比值等。

对于一个既定的塔来说:式(12-6)的函数关系也可用一近似式表示: 或可表示为:式中β为塔的特性因子由上式可以看到,随着V /F 的增加,s 值提高,也就是x D 增加,x B 下降,分离效果提高了。

由于V 是由再沸器施加热量来提高的,所以该式实际是表示塔的能量对产品成分的影响,故称为能量平衡关系式。

由上分析可见,V /F 的增加,塔的分离效果提高,能耗也将增加。

对于一个既定的塔,包括进料组分一定,只要D /F 和V /F 一定,这个塔的分离结果,即x D 和x B 将被完全确定。

也就是说,由一个塔的物料平衡关系与能量平衡关系两个方程式,可以确定塔顶与塔底组分待定因素。

上述结论与一般工艺书中所说保持回流比一定,就确定了分离结果是一致的。

二、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,使塔的总收益(利润)最大或总成本最小。

具体对一个精馏塔来说,需从四个方面考虑,设置必要的控制系统。

(1)产品质量控制; (2)物料平衡控制;(3)能量平衡控制;(4)约束条件控制(液泛限、漏液限、压力限、临界温差限等)。

防止液泛和漏液,可以塔压降或压差来监视气相速度。

三、精馏塔的主要干扰因素精馏塔的主要干扰因素为进料状态,即进料流量F 、进料组分z f 、进料温度T f 或热焓F E 。

此外,冷剂与热剂的压力和温度及环境温度等因素,也会影响精馏塔的平衡操作。

所以,在精馏塔的整体方案确定时,如果工艺允许,能把精馏塔进料量、进料温度或热焓加以定值控制,对精馏塔的操作平稳是极为有利的。

12.3 精馏塔被控变量的选择通常,精馏塔的质量指标选取有两类:直接的产品成分信号和间接的温度信号。

一、采用产品成分作为直接质量指标 成分分析仪表的制约因素: ①分析仪表的可靠性差;②分析测量过程滞后大,反应缓慢;③成分分析针对不同的产品组分,品种上较难一一满足。

二、采用温度作为间接质量指标)(F V f s =(12-6) sF Vln β=)1()1(lnD B B D x x x x F V --=β(12-7) (12-8)温度作为间接质量指标,是精馏塔质量控制中应用最早也是目前最常见的一种。

对于一个二元组分精馏塔来说,在一定的压力下,沸点和产品的成分有单值的对应关系,因此,只要塔压恒定,塔板的温度就反应了成分。

对于多元精馏过程来说,情况较复杂。

然而在炼油和石化生产中,许多产品都是由一系列的碳氢化合物的同系物所组成,此时,在一定的压力下,温度与成分之间也有近似的对应关系,即压力一定时,保持一定的温度,成分的误差可忽略不计。

在其余情况下,温度参数也有可能在一定程度上反映成分的变化。

(1)温度点的位置若希望保持塔顶产品质量符合要求时,即顶部馏出液为主要产品,应把间接反映质量的温度检测点放在塔顶,构成所谓的精馏段温控系统;同样,为了保证塔底产品符合质量要求,温度检测点则应放在塔底,实施提馏段温控系统。

具有粗馏作用的切割塔,此时温度检测点的位置应视要求产品的纯度的严格程度而定。

中温控制:把温度检测点放在进料板附近的塔板上。

目的是及时发现操作线的移动情况,兼顾塔提馏段温度控制(2)灵敏板问题采用塔顶(或塔底)温度作为间接质量指标时,实际上把温度检测放置在塔顶(或塔底)是极为少数的。

而是把温度检测点放在进料板与塔顶(底)之间的灵敏板上。

所谓灵敏板,是当塔受到干扰或控制作用时,塔内各板的组分都将发生变化,随之各塔板的温度也将发生变化,当达到新的稳态时,温度变化最大的那块塔板即为灵敏板。

灵敏板的位置先根据测算,确定大致位置,然后在它的附近设置多个检测点,从中选择最佳的测量点作为灵敏板。

三、用压力补偿的温度参数作为间接指标用温度作为间接质量指标有一个前提—塔内压力恒定。

虽然精馏塔的塔压一般有控制,但对精密精馏等控制要求较高的场合,微小的压力变化,将影响温度与组分间的关系,造成质量控制难以满足工艺的要求,为此需对压力的波动加以补偿。

(1)直接压力补偿压力的变化Δp 引起沸点变化为ΔT ,在小范围内,此关系近似为线性关系:校正后的温度值应为Kp T =∆∆(12-11) )(0p p K p K T -=∆=∆校正))(00Kp Kp T p p K T T T z +-=--=∆-=校正(12-12) (12-13)这种直接压力补偿只适用于压力Δp 在小范围内波动(2)温差控制在精密精馏等对产品纯度要求较高的场合,考虑压力波动对间接指标的影响,可采用温差控制。

压力变化与各板温度分布选择温差作为被控变量时,需要注意温差给定值合理(不能过大),以及操作工况稳定。

温差与产品纯度并非是单值对应关系曲线有最高点M 1,在M 1点的两侧,温差与浓度之间的关系是反向的,所以温差选得过大,或操作不平稳,均能引起温差失控的现象。

温度检测点的位置,对于塔顶馏出液为主要产品时,一个测温点应放在塔顶(或稍下一些),即温度变化较小的位置;而另一点放在灵敏板附近,即成分和温度变化较大、较灵敏的位置上。

(3)双温差控制为了克服温差控制中的不足,提出了双温差控制,即分别在精馏段和提馏段上选取温差信号。

然后把两个温差信号相减,以这个温差的差作为间接质量指标进行控制。

ⅠⅡⅢⅠ 1.126 2.8 Ⅱ 1.155 2.8 Ⅲ 1.1902.8Mpa ℃52646560707580℃塔板序号塔顶产品纯度不变ΔT xM 1温差控制受两个因素的影响:一是进料组分的波动,另一个是因负荷变化而引起塔板的压降变化。

前者若使温差减少,则后者当压降增大时,温差反而增加,所以是有矛盾的,在这种情况下就难以控制。

采用双温差控制后,若由于进料流量波动引起塔压变化对温差的影响,在塔的上、下段同时出现,因而上段温差减去下段温差的差值就消除了压降变化的影响。

从国内外应用双温差控制的许多装置来看,在进料流量波动影响下,仍能得到较好的控制效果。

12.4 精馏塔的整体控制方案精馏塔是一个多输入多输出的多变量、分布参数、非线性的被控过程,可供选择的被控变量和操纵变量众多,所以精馏塔的控制方案有很多,而且很难简单判断哪个方案是最佳。

欣斯基(Shinskey)做了大量的研究,提出了精馏塔控制中变量配对的三条准则:(1)当仅需要控制塔的一端产品时,应当选用物料平衡方式来控制该产品的质量(2)塔两端产品流量较小者,应作为操纵变量去控制塔的质量。

(3)当塔的两端产品均需按质量控制时,一般对含纯产品较少,杂质较多的一端的质量控制选用物料平衡控制,而含纯产品较多,杂质较少的一端的质量控制选用能量平衡控制。

当选用塔顶部产品馏出物流量D 或塔底采出液量B 来作为操纵变量控制产品质量时,称为物料平衡控制;而当选用塔顶部回流L 或再沸器加热量Q (V )来作为操纵变量控制产品质量时,称为能量平衡控制。

传统的物料平衡控制Δ2TΔTxM 1M 2图12-10 固定回流量L和加热蒸汽量Q(V)图12-10 固定馏出液流量D和加热蒸汽量Q(V)控制方案的主要特点是无质量反馈控制,它们属于产品质量开环控制,只要保持D/F (或B/F)和V/F(或回流比)一定,完全按物料及能量平衡关系进行控制。

它适用于产品质量要求不高以及扰动不多的场合。

该方案结构简单,但适应性不高,目前应用不多。

二、质量指标反馈控制一般说来,精馏塔的质量指标只设定一个,分别称为精馏段控制和提馏段控制。

能量平衡控制的操纵变量为L或Q(V);物料平衡控制的操纵变量为D或B。

被控变量除了质量指标外,尚有回流罐液位L D、塔釜液位L B。

四个操纵变量与三个被控变量进行配对,将富裕出一个操纵变量,这个操纵变量往往采用本身流量恒定。

表12-1中的方案1——精馏段温度控制固定加热蒸汽量表12-1中的方案2——精馏段温度控制表12-1中的方案3——提馏段温度控制固定回流量表12-1中的方案4 ——提馏段温度控制固定回流量1.串级控制系统(2)均匀控制系统(3)比值控制系统(4)前馈控制系统提馏段温度串级控制在精馏操作中,除了上述控制系统外,选择性控制也常用于约束条件的控制,以及完成自动开停车。

此外还有其它一些的复杂控制系统,诸如内回流控制、热焓控制等。

五、精馏塔塔压的控制 (1)常压塔 (2)加压塔 ①气相采出②液相出料a) 液相出料馏出物中含有微量不凝物精馏塔中的前馈控制c)液相出料馏出物中含有微量不凝物 (3) 减压塔12.5 精馏塔的新型控制方案随着控制技术的不断发展,新型控制方案、控制算法不断出现,自动化控制技术工具也有了飞速的发展,尤其是计算机在工业过程中的应用愈益广泛,使得在静馏过程的控制中新的控制方案层出不穷,控制系统的品质指标越来越高,保证塔的平稳操作,以及满足工艺提出的各种新要求。

二、解耦控制抽气管路上节流控制精馏塔真空度控制 控制旁路吸入气量三、推断控制四、精馏塔的节能控制 精馏塔的节能控制,首要的是把过于保守的过分离操作,转变为严格控制产品质量的“卡边”生产,但这必须有合适的自控方案来保证塔的抗干扰能力,稳定塔的正常操作。

同时,也可对工艺进行必要的改进,配置相应的控制系统,充分利用精馏操作中的能量,降低能耗。

(1) 浮动塔压控制方案 ①塔压浮动的目的所谓塔压浮动,即在可能的条件下,把塔压尽量降低,有利于能量节省。

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