精馏塔的控制方案.ppt

化工仪表及自动化,精馏塔的自动控制,2,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,3,一、精馏的工艺要求,保证质量指标 保证平稳操作 约束条件 节能要求和经济性 安全要求 为了保证精馏塔正常操作，塔底再沸器的液位不能过低，塔顶回流液的量不能太小。,精馏过程是现代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度不同将各组分进行分离，并达到规定的纯度要求。,4,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）进料温度及进料热焓QF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,二、精馏塔的干扰因素,5,三、精馏塔的自动控制,以乙醇-水的分离为例，采用精馏塔的精馏段温控方案,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。,图10-43 精馏段温控的控制方案示意图,6,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：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。,7,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。,8,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。,9,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，采用精馏段温控就比较及时。 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。,10,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。,11,欢迎各位老师批评指正！,