连续精馏塔装置控制系统设计开题报告.doc

本科生毕业设计（论文）开题报告题目： 连续精镏实验装置控制系统设计 姓名： 学号： 200806220131 年级： 08 专业： 化学化工与工艺 指导教师：姓名 董凯 职称 学科 年 月 日说 明一、开题报告前的准备毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求导师意见，讨论题意与整个毕业设计（论文）（或设计）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成：1研究（或设计）的目的与意义。应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。2国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。3课题研究（或设计）的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。4研究（或设计）方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）或完不成设计任务。5实施计划。要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。二、开题报告1开题报告可在导师所在教研室或系内举行，须适当请有关专家参加，导师必须参加。报告最迟在毕业（生产）实习前完成。2本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、导师、所在系（要原件）各一份。三、注意事项1开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。2无开题报告者不准申请答辩。3本表（原件）用钢笔填写，字迹务必清楚。一、选题依据（拟开展研究项目的研究目的、意义）选题目的：1作为对自己大学四年所学知识的一个总结，可使所学知识更加系统化、直观化，将理论知识与生产实际挂钩，是在总体认识水平上的一个提高。2进一步熟悉连续精馏实验的流程和构造。3通过对精馏塔设备装置的控制进一步了解塔设备和对控制系统的了解。4精馏塔与控制系统的结合是精馏操作自动化，操作过程，更加简单方便。5为精馏塔的研究进步贡献一份力量。选题意义： 精馏实验装置是对现实化工生产的模拟，通过对实验精馏装置系统的控制的设计可以对以后进入化工精馏操作打下基础，提供方便。 精馏过程是现在化工生产中应用极为广泛的传质过程，其目的是利用混合液中各组分挥发分的不同将各组分进行分离，并达到规定的纯度要求。 随着工业生产的发展，在一个生产装置中要求控制的参数越来越多，而且各个被控参数之间 常常是互相耦合的，形成了一个互相关联的多变量系统。精馏塔是石油化学工业中的一种常见分离设备，精馏过程是一个复杂的传质、传热过程，它不仅具有严重的非线形、不确定性和时变性，而且各通道之间存在着较强的耦合作用。精馏塔的控制目标是塔顶、塔底产品之一应该达到规定的浓度，而另一产品也应保证在规定的范围内。在精馏操作中，产品质量应该控制到刚好满足要求，处于“卡边”生产，超过规格的产品是一种浪费，因为它的售价不会更高只能增加能耗。因此提高产品质量，控制产品质量尤为重要，而精馏塔常见的温度控制系统就是一个多变量耦合系统，研究精馏塔的温度控制对精馏塔的控制技术的发展显得尤为重要。 二、文献综述内容（在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献） 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工炼油石油化工等工业中得到广泛的应用.精馏塔是精馏过程中关键的设备，它是一个非常复杂的现象。在精镏操作中，被控变量多，可以选用的操作变量亦多，它们之间又可以有各种不同组合，所以控制方案亦多。由于精馏塔对象的通道很多，反应缓慢，内在机理复杂，变量之间相互关联，加以对控制要求又较高，因此必须深入分析工艺特征，总结实验经验，结合具体情况，才能设计出合理的控制方案。精馏塔是化工生产中分离互溶液体的典型分离设备。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和组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组分（即沸点较低或饱和蒸汽压较高的成分）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，而下降液体重易挥发组分逐渐减少，难挥发组分逐渐增多，从而实现分离目的，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；也可以减少残余无聊的污染作用。影响精馏塔温度不稳定的因素主要来自外界的干扰（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塔釜内灵敏版的温度来控制的，灵敏板是当外界条件或负荷改变是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装置控制系统在化学工业生产中占据相当重要的位置，应用的越来越广，取得的成果越来越高，所创在的经济效益也越来越大。无论国内国外都是显而易见的，在国外对精馏设备的研究与应用已达到了相当高的程度，在国内也已经突飞猛进的发展，但还有些不足这处需进一步研究与发展。主要参考文献：1贾绍义,柴诚敬主编.化工原理课程设计.天津:天津大学出版社,20022涂伟萍,陈佩珍,程达芬主编.化工工程及设备设计.北京:化学工业出版社,20003石油化学工业部化工规划院.塔的工艺计算.石油工业出版社,1979.4路秀林,王者相等.塔设备.北京：化学工业出版社,2004.5谭蔚,聂清德.化工设备设计基础.天津：天津大学出版社，2008.6中国石化.化工工艺设计手册(第四版).北京：化学工业出版社，2003.7陈国桓.化工机械基础.北京：化学工业出版社，2006. 8中华人民共和国国家标准.GB150-1998，钢制压力容器.中国标准出版社,1998.9郑津洋等.过程设备设计.北京：化学工业出版社，2005.10董大勤等.压力容器与化工设备实用手册.北京：化学工业出版社，2003.11 徐伟主编.化工原理实验 .山东大学出版社,2008.12厉玉鸣主编.化工仪表及自动化第四版,2006.13夏清.陈常贵主编.化工原理修订版,2005.三、研究方案（主要研究内容、目标，研究方法、进度）主要研究内容： 通过熟悉实验室用连续精馏实验装置的组成结构；，分析实验室用连续精馏实验装置所选用的物料及物料待征；连续精馏实验装置的操作方法及待点；连续精馏实验装置操作稳定性的提高措施；对精馏塔干扰因素的分析和被控变量的分析，对精馏塔装置温压控系统进行研究，做出合适的控制方案。目标：1、对精馏塔有更进一步的理解，提出精馏塔实验装置控制的合理方案；2、将所掌握知识与软件能力和计算能力结合在一起；3、为日后步入工作打下良好的基础，尽快的融入日后的工作中；研究方法：1、查阅国内外关于精馏塔实验装置控制系统的优秀期刊；2、应用计算机软件，利用计算机对塔板进行逐级求解；3、查阅化工方面设计手册，选择适宜的塔部件。4、对精馏塔实验装置控制系统优化设计。四、进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度）1、2012年2月-2011年3月：资料搜集、阅读、整理，明确工艺环节的各项技术指标（温度、压强）；建立提纲或目录。各个2、2012年4月中旬：进入厂家实际考察，直观了解各个工段设备的操作方法；3、2012年4月-2011年5月：查阅化学工艺设计手册，