精馏塔的控制方案.ppt

化工仪表及自动化精馏塔精馏塔的的自动自动控制控制 精馏塔的自动控制一、精馏对自动控制的要求二、精馏塔的干扰因素三、精馏塔的自动控制 被控变量的选择 操纵变量的选择 控制器正反作用的选择 过程选择、控制设备的选用 2一、精馏的工艺要求ØØ 保证质量指标保证质量指标保证质量指标保证质量指标ØØ 保证平稳操作保证平稳操作保证平稳操作保证平稳操作 ØØ 约束条件约束条件约束条件约束条件ØØ节能要求和经济性节能要求和经济性节能要求和经济性节能要求和经济性ØØ安全要求安全要求安全要求安全要求 为为为为了了了了保保保保证证证证精精精精馏馏馏馏塔塔塔塔正正正正常常常常操操操操作作作作，，，，塔塔塔塔底底底底再再再再沸沸沸沸器器器器的的的的液液液液位不能过低，塔顶回流液的量不能太小位不能过低，塔顶回流液的量不能太小位不能过低，塔顶回流液的量不能太小位不能过低，塔顶回流液的量不能太小 精精馏馏过过程程是是现现代代化化工工生生产产中中应应用用极极为为广广泛泛的的传传质质过过程程，，其其目目的的是是利利用用混混合合液液中中各各组组分分挥挥发发度度不不同同将将各各组组分分进进行行分离，并达到规定的纯度要求。

分离，并达到规定的纯度要求3图10-41 精馏塔的物料流程图（（1 1）进料流量）进料流量F的波动的波动（＊）（＊）（（2 2）进料成分）进料成分ZF的变化的变化（（＊＊））（（3 3）进料温度及进料热焓）进料温度及进料热焓QF的变化的变化（（4 4））再再沸沸器器加加热热剂剂（（如如蒸蒸汽汽））加加入入热热量量的变化的变化（（5 5）冷却剂在冷凝器内除去热量的变化）冷却剂在冷凝器内除去热量的变化（（6 6）环境温度的变化）环境温度的变化 •二、精馏塔的干扰因素4三、精馏塔的自动控制以乙醇以乙醇以乙醇以乙醇- - - -水的分离为例，采用水的分离为例，采用水的分离为例，采用水的分离为例，采用精馏塔的精馏段温控精馏塔的精馏段温控精馏塔的精馏段温控精馏塔的精馏段温控方案方案方案方案 如果采用以精馏段温度作为衡量质量指标的间接指标，而以改变回流量作为控制手段的方案，就称为精馏段温控精馏段温控 图10-43 精馏段温控的控制方案示意图5被控变量的选择：被控变量的选择：塔顶产品的成分要求比较高，二元系统精馏时，p-t-x三者之间有一定的关系，考虑精馏塔工艺合理性，塔压需要固定，气液平衡和挥发度才能稳定，t-x单值对应关系才成立，所以以精馏段温度为被控变量，进行间接指标控制；操纵变量的选择：操纵变量的选择：影响精馏段温度的因素很多，从工艺角度看，回流液量和蒸汽流量为可控因素，从两个因素对精馏温度的影响看，回流量通道短，更及时、更显著，所以选择回流液量为操纵变量。

6控制器正反作用的选择：控制器正反作用的选择：对象的作用：回流量增大，精馏塔温度降低，为反作用；执行器作用：从安全考虑，当没有信号时，回流液量不能过小，即没有信号时阀门要开，执行器采用气关式，为反作用；控制器作用：考虑整个控制系统为负反馈，控制器采用反作用 当精馏塔温度偏高时，控制器是反作用，所以控制器的控制作用减弱；执行器也是反作用，档控制作用减弱时，执行器的阀门开度是增大的，使回流液量增大，从而使精馏段的温度降低，达到控制目的7•过程选择、控制设备的选用： 根据生产工艺和用户要求，选用电动单元组合仪表（DDZ-III ）（1）测温元件及变送器 被控温度在100℃以下，选用热电阻温度计为了提高检测精度，采用三线制接法，并配用温度变送器；（2）控制阀 根据生产工艺安全原则及被控介质特点，控制阀选用气关形式3）控制器 根据过程特性与工艺要求，可选用PI控制规律根据构成负反馈系统原则，确定控制器为反作用方式8精馏段温控的主要特点与使用场合：精馏段温控的主要特点与使用场合： ① 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。

② 如果干扰首先进入精馏段，采用精馏段温控就比较及时③ 为了提高控制质量，精馏段温控还设有五个辅助控制系统，对进料量、塔压、塔底采出量与塔顶馏出液、加热蒸汽量进行控制，保证精馏过程平稳进行9 在采用精馏段温控时，当分离的产品较纯时，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了很高的要求，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几块塔板的灵敏板上，以灵敏板的温度作为被控变量 1011。