精餾塔的控制

精餾塔的控制精餾是石油、化工等眾多生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用的一種傳質(zhì)過程，通過精餾過程，使混合物料中的各組分分離，分別達到規(guī)定的純度。分離的機理是利用混合物中各組分的揮發(fā)度不同（沸點不同），使液相中的輕組分（低沸點）和汽相中的重組分（高沸點）相互轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)分離。精餾裝置由精餾塔、再沸器、冷凝冷卻器、回流罐及回流泵等組成?；亓鞅美淠鳉庖悍蛛x器精餾塔進料再沸器釜液餾出液冷劑熱劑B,xBD,xDF,zFLLBLDV一、精餾塔的控制目標(biāo)操作目的：通過反復(fù)的部分汽化與部分冷凝，將混合液中沸點不同的各組分分離成產(chǎn)品。操作代價：消耗能量，塔底需要加熱使塔底液部分汽化；塔頂需要冷卻使塔頂組分冷凝；精餾塔的控制目標(biāo)質(zhì)量指標(biāo) 對于僅有塔頂、塔底出料的簡單精餾塔，其質(zhì)量指標(biāo)可用塔頂與塔底料中關(guān)鍵組分(對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大的組分)的純度來表示。在精餾操作中，產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)該控制到剛好滿足工藝規(guī)格的要求，即處于“卡邊”生產(chǎn)。產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高產(chǎn)品的產(chǎn)量并設(shè)法降低裝置的能耗。

精餾塔的控制問題三、精餾塔質(zhì)量指標(biāo)的選取直接質(zhì)量指標(biāo)

（1）產(chǎn)品質(zhì)量在線分析儀/軟測量儀間接質(zhì)量指標(biāo)* （1）靈敏板溫度，與塔頂/塔底溫度相比，可提高溫度變化的靈敏度（對于同樣的濃度變化）； （2）溫差信息，與靈敏板溫度相比，可減弱壓力波動對產(chǎn)品質(zhì)量的影響； （3）雙溫差信息，可用于精餾塔的適宜分離度控制，即使塔頂/塔底產(chǎn)品純度均適中。

精餾塔被控變量的選擇

通常，精餾塔的質(zhì)量指標(biāo)選取有兩類：直接的產(chǎn)品成分信號(產(chǎn)品純度)和間接的溫度信號。1、采用產(chǎn)品成分作為直接質(zhì)量指標(biāo)成分分析儀表的制約因素：①分析儀表的可靠性差；②分析測量過程滯后大，反應(yīng)緩慢；③成分分析針對不同的產(chǎn)品組分，品種上較難一一滿足。

2、采用溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，是精餾塔質(zhì)量控制中應(yīng)用最早也是目前最常見的一種。對于一個二元組分精餾塔來說，在一定的壓力下，沸點和產(chǎn)品的成分有單值的對應(yīng)關(guān)系，因此，只要塔壓恒定，塔板的溫度就反應(yīng)了成分。對于多元精餾過程來說，情況較復(fù)雜。然而在煉油和石化生產(chǎn)中，許多產(chǎn)品都是由一系列的碳氫化合物的同系物所組成，此時，在一定的壓力下，溫度與成分之間也有近似的對應(yīng)關(guān)系，即壓力一定時，保持一定的溫度，成分的誤差可忽略不計。在其余情況下，溫度參數(shù)也有可能在一定程度上反映成分的變化。溫度點的位置

若希望保持塔頂產(chǎn)品質(zhì)量符合要求時，即頂部餾出液為主要產(chǎn)品，應(yīng)把間接反映質(zhì)量的溫度檢測點放在塔頂，構(gòu)成所謂的精餾段溫控系統(tǒng)；同樣，為了保證塔底產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，溫度檢測點則應(yīng)放在塔底，實施提餾段溫控系統(tǒng)。

TCLCFCLCFCFBDVQL精餾段溫度控制提餾段溫度控制TCLCLCFCFCFBDVQLTCLCFCLCFCFBDVQL靈敏板溫度控制

采用塔頂（或塔底）溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)時，實際上把溫度檢測放置在塔頂（或塔底）是極為少數(shù)的（原因是當(dāng)分離產(chǎn)品較純時，在鄰近塔頂和塔底的各板之間溫差很?。?。而是把溫度檢測點放在進料板與塔頂（底）之間的靈敏板上。

所謂靈敏板，是當(dāng)塔受到干擾或控制作用時，塔內(nèi)各板的組分都將發(fā)生變化，隨之各塔板的溫度也將發(fā)生變化，當(dāng)達到新的穩(wěn)態(tài)時，溫度變化最大的那塊塔板即為靈敏板。靈敏板的位置先根據(jù)測算，確定大致位置，然后在它的附近設(shè)置多個檢測點，從中選擇最佳的測量點作為靈敏板。溫差控制在精密精餾等對產(chǎn)品純度要求較高的場合，而且塔頂、塔底產(chǎn)品沸點差又不大時，可采用溫差控制，從而達到消除壓力波動對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。選擇溫差作為被控變量時，需要注意溫差給定值合理（不能過大），以及操作工況穩(wěn)定。溫度檢測點的位置，對于塔頂餾出液為主要產(chǎn)品時，一個測溫點應(yīng)放在塔頂（或稍下一些），即溫度變化較小的位置；而另一點放在靈敏板附近，即成分和溫度變化較大、較靈敏的位置上。雙溫差控制為了克服溫差控制中的不足，提出了雙溫差控制，即分別在精餾段和提餾段上選取溫差信號。然后把兩個溫差信號相減，以這個溫度的差作為間接質(zhì)量指標(biāo)進行控制。精餾塔TddTT1dTT2dT溫差控制受兩個因素的影響：一是進料組分的波動，另一個是因負荷變化而引起塔板的壓降變化?！羧绻斨亟M分增加，會引起精餾段精度板溫度較大變化；反之，如果塔底輕組分增加，則會引起提餾段精度板溫度較大的變化。相反的，在靠近塔底或塔頂處的溫度變化較小。◆將溫度變化最小的塔板相應(yīng)的分別稱為精餾段參照板和提餾段參照板。◆如果能分別將塔頂、塔底兩個參照板與兩個靈敏板之間的溫度梯度控制穩(wěn)定，就能達到質(zhì)量控制的目的這就是雙溫差控制方法的基礎(chǔ)。串級、均勻、比值、前饋等控制系統(tǒng)在精餾塔中的應(yīng)用精餾段溫度串級控制LCFCTC1、串級控制系統(tǒng)TCLCFC提餾段溫度串級控制2、均勻控制系統(tǒng)3、比值控制系統(tǒng)4、前饋控制系統(tǒng)FYLCFC精餾塔中的前饋控制五、精餾塔塔壓的控制（1）常壓塔（2）加壓塔①氣相采出PC精餾段氣相出料壓力控制②液相出料a）液相出料餾出物中含有微量不凝物PCPCPCb)液相出料餾出物中含有大量不凝物PCPCPC(3)減壓塔PCPC抽真空精餾塔真空度控制抽氣管路上節(jié)流控制精餾塔真空度控制控制旁路吸入氣量四、精餾塔的節(jié)能控制精餾塔的節(jié)能控制，首要的是把過于保守的過分離操作，轉(zhuǎn)變?yōu)閲栏窨刂飘a(chǎn)品質(zhì)量的“卡邊”生產(chǎn)，但這必須有合適的自控方案來保證塔的抗干擾能力，穩(wěn)定塔的正常操作。同時，也可對工藝進行必要的改進，配置相應(yīng)的控制系統(tǒng)，充分利用精餾操作中的能量，降低能耗。浮動塔壓控制方案①塔壓浮動的目的所謂塔壓浮動，即在可能的條件下，把塔壓盡量降低，有利于能量節(jié)省。具體地說，塔壓下降，從兩個方面分析可以降低能耗。a）降低操作壓力，將增加組分間的相對揮發(fā)度，這樣組分分離容易，使再沸器的加熱量下降，節(jié)省能量。b）降低操作壓力，使整個精餾系統(tǒng)的汽液平衡溫度下降，提高了再沸器兩側(cè)傳