精馏塔的自动控制.ppt

第三节精馏塔的自动控制 一 工艺要求 37 1 保证质量指标 对于一个正常操作的精馏塔 一般应当使塔顶或塔底产品中的一个产品达到规定的纯度要求 另一个产品的成分亦应保持在规定的范围内 为此 应当取塔顶或塔底的产品质量作被控变量 这样的控制系统称为质量控制系统 质量控制系统需要能测出产品成分的分析仪表 第三节精馏塔的自动控制 38 2 保证平稳操作 为了保证塔的平稳操作 必须把进塔之前的主要可控干扰尽可能预先克服 同时尽可能缓和一些不可控的主要干扰 为了维持塔的物料平衡 必须控制塔顶馏出液和釜底采出量 使其之和等于进料量 而且两个采出量变化要缓慢 以保证塔的平稳操作 塔内的持液量应保持在规定的范围内 控制塔内压力稳定 对塔的平稳操作是十分必要的 第三节精馏塔的自动控制 39 3 约束条件 为保证正常操作 需规定某些参数的极限值为约束条件 第三节精馏塔的自动控制 40 4 节能要求和经济性 在精馏操作中 质量指标 产品回收率和能量消耗均是要控制的目标 其中质量指标是必要条件 在质量指标一定的前提下 应在控制过程中使产品产量尽量高一些 同时能量消耗尽可能低一些 第三节精馏塔的自动控制 二 精馏塔的干扰因素 41 图10 41精馏塔的物料流程图 1 进料流量F的波动 2 进料成分ZF的变化 3 进料温度TF的变化4 再沸器加热剂 如蒸汽 加入热量的变化5 冷却剂在冷凝器内除去热量的变化6 环境温度的变化 第三节精馏塔的自动控制 三 精馏塔的控制方案 42 1 精馏塔的提馏段温控 图10 42提馏段温控的控制方案示意图 以提馏段温度作为衡量产品质量的间接指标 而以改变再沸器加热量作为控制手段的方案 就称为提馏段温控 第三节精馏塔的自动控制 43 提馏段温控的主要特点与使用场合 1 采用了提馏段温度作为间接质量指标 因此它能较直接地反映提馏段产品情况 将提馏段温度恒定后 就能较好地保证塔底产品的质量达到规定值 2 当干扰首先进入提馏段时 液相进料 用提馏段温控就比较及时 动态过程也比较快 2020 3 17 8 可编辑 第三节精馏塔的自动控制 44 2 精馏塔的精馏段温控 以精馏段温度作为衡量产品质量的间接指标 而以改变回流量作为控制手段的方案 就称为精馏段温控 图10 43精馏段温控的控制方案示意图 第三节精馏塔的自动控制 45 精馏段温控的主要特点与使用场合 采用了精馏段温度作为间接质量指标 因此它能较直接地反映精馏段的产品情况 当塔顶产品纯度要求比塔底严格时 一般宜采用精馏段温控方案 如果干扰首先进入精馏段 气相进料 采用精馏段温控就比较及时 第三节精馏塔的自动控制 46 在采用精馏段温控或提馏段温控时 分离的产品较纯时 由于塔顶或塔底的温度变化很小 对测温仪表的灵敏度和控制精度都提出很高的要求 但实际上却很难满足 解决这一问题的方法 是将测温元件安装在塔顶以下或塔底以上几块塔板的灵敏板上 以灵敏板的温度作为被控变量 第三节精馏塔的自动控制 47 3 精馏塔的温差控制及双温差控制 采用温差作为衡量质量指标的间接变量 是为了消除塔压波动对产品质量的影响 图10 44 T x曲线 温差与产品纯度之间并非单值关系 第三节精馏塔的自动控制 48 图10 45双温差控制方案 双温差控制就是分别在精馏段及提馏段上选取温差信号 然后将两个温差信号相减 作为控制器的测量信号 即控制系统的被控变量 第三节精馏塔的自动控制 49 4 按产品成分或物性的直接控制方案 能利用成分分析器 例如红外分析器 色谱仪 密度计 干点和闪点以及初馏点分析器等 分析出塔顶