




对于一个精馏塔来讲,在进料成分Z一定时,只要保持V/F和D/F一定(或者在F一定时保持D和V一定),这个塔的分离结果也就是产品成分y和x将被完全确定。而当进料成分变化时,为了保持产品成分不变,可以相应调节D/F,以补偿进料成分变化的影响。塔内上升蒸汽量V,在塔的提馏段是由再沸器加热提供的,在塔的精馏段还受到进料热熔的影响。当冷凝器冷却量Q增加时,必然会使更多的气相变为液相,从而降低了塔压;同时使塔内相同组分的平衡温度下降,增加了再沸器两侧间的温差,使再沸器提供的加热量QH增加。正因如此,在进料热熔变化不大或可以忽略时,一般总把V的变化或V/F的变化,看作是由再沸器加热量QH提供的。在多元精馏中,影响关系要复杂得多,当进料中某一组分的浓度变化时,必然使其他组分的浓度变化;(2)设置质量调节系统实际上根据精馏塔静态特性考虑的按物料和能量平衡关系控制的方案,在具体应用时很难保证产品的质量,仅在产品质量指标并不严格的情况下才能使用。从而使顶部及底部产品中各组分的浓度发生变化。当进料中几个组分浓度同时变化时,情况将更为复杂。克服这些扰动的控制手段却只有靠D/F和V/F。此时仅有两个关键组分可以控制,其余组分在产品中的分配情况主要由进料浓度确定。
精馏塔的基本控制方案
精馏塔的基本控制方式是讨论复杂和特殊控制方案乃至***1优控制的基础,同时也是目前实际应用中***1常见的方案。精馏塔是一个多变量对象,因此如果将任意一个被调参数和任意一个调节参数组成调节回路,就可能有许多调节方案。而产品质量往往是精馏过程的主要目标,因此,在基本控制方案中,以产品质量指标来选取调节参数,一种是采用温度作为间接质量指标,一种是采用产品成分等作为直接质量指标。在实际应用中,温差控制的关键是正确选择测温点,合理给出温差设定值。
(l)按提馏段指标的控制方案
如果对釜底出料的成分要求高于塔顶出料,塔顶或精馏段板上温度不能很好地反映组分变化和实际操作回流比大于几倍***1小回流比时,可采用提馏段控制。提馏段温度是衡量质量指标的间接指标,而以改变再沸器加热量作为控制手段的方案,就是提馏段温控。
该方案以提馏段塔板温度为被控变量,加热蒸汽量为操纵变量。除了这个主要控制系统外,还设有若干个辅助控制系统;进料量F为定值控制或用均值控制系统;对塔底采出量B和塔顶馏出物D,按物料平衡关系分别设有塔底与回流罐的液位控制器作均匀控制;为维持塔压恒定,在塔顶设置压力控制系统,控制手段是控制冷凝器的冷却量;在精馏操作中,被控变量多,可以选用的操作变量也多,它们之间又可以有多种不同组合。提馏段温控时,回流量采用定值控制,且回流量应足够大,以便当塔的处理量***1大时,仍能保持塔顶产品的质量指标在规定的范围内。
提馏段温控由于采用了提馏段温度作为间接质量指标。因此,它能够较直接地反映提馏段产品情况。将提馏段恒定后,就能较好地保证塔底产品的质量。
对于液相进料时,进料量或进料成分的变化很快影响塔底的成分,而提馏段温控比较及时,动态过程也比较快。提馏段温控的一个特点是回流量足够大,因而在保持塔底质量的前提下,仍能保持塔顶质量,因此即使塔顶产品质量要求比塔底严格时,仍可采用提馏段温控。作为分散相的溶液由进液口6进入至动盘中心,随后被一系列高速旋转的动折流圈反复甩向静折流圈,***后在壳体内收集后由出液口9引出回收。
按精馏段指标的控制方案
如果对塔顶出料的成分要求高于釜底出料时,或者全部为气相进料时,或当塔底提馏段板上的温度不能很好地反映产品组分变化时,则可采用精馏段控制。精馏段温度也是衡量质量指标的间接指标,它是以改变回流量作为控制手段的方案,称为精馏段温控。
除了上述主要控制系统外,精馏段温控还设有若干个辅助控制系统。对进料量、塔压、塔底采出量与塔顶馏出液的控制方案,与提馏段温控时相同。在精馏段温控时,再沸器加热量应维持一定,而且足够大,以使塔在***1大处理量时,仍能保持塔底产品的质量。
由于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。当精馏段恒定后,能较好地保证塔顶产品的质量。对于动态气相进料时,其进料量的变化过程也比较快,采用精馏段温控就比较及时。
提馏段和精馏段温控方案,分别以塔底和塔顶的温度作为被控变量。当要分离的产品纯度较高时,由于塔顶或塔底的温度变化及其相邻塔之间的温度相差均很小,这就要求有非常灵敏的测温装置,同时对温控的调节精度都有很高的要求,但实际上却很难做到。当产品组分变化时,在灵敏板处可获得***1大的的温度变化值,所以,以灵敏板温度进行控制时,塔的产品纯度可以得到保证。解决这一问题的方法,是取精馏塔的灵敏板的温度作为被控变量。
所谓灵敏板,是指当塔的操作受到扰动或控制作用时,各板上的物料组分和温度变化***1大的那块塔板。当产品组分变化时,在灵敏板处可获得***1大的的温度变化值,所以,以灵敏板温度进行控制时,塔的产品纯度可以得到保证。