精餾塔公司優選企業,無錫寶德金工程

精餾塔工藝要求和約束條件

   要對精餾塔實施有效的自動控制，必須首先了解精餾塔的控制目標。精餾塔的控制目標一般從質量指標、產品產量和能量消耗三方面考慮。任何精餾塔的操作情況同時受約束條件的制約，因此，在考慮精餾塔控制方案時一定要把這些因素考慮進去。

   1．質量指標

   質量指標（即產品純度）必須符合規定的要求。一般應使塔頂或塔底產品之一達到規定的純度，要求另一個產品也應該維持在規定的范圍之內，或者塔項和塔底的產品均保證一定的純度要求。當方案選取時，由于客觀條件不得不采用靈敏度較高但動態響應緩慢的控制回路時，則應當考慮必要的動態補償。如果產品質量不合格，它的價值就將遠遠低于合格產品。但決不是說質量越高越好。由于質量超過規定，產品的價值并不因此而增加；而產品產量卻可能下降，同時操作成本主要是能量消耗會增加很多。因此，總的價值反倒下降了。由此可見，除了要考慮使產品符合規格外，還應同時考慮產品的產量和能量消耗。

   2．產品產量指標

   在達到一定質量指標要求的前提下，應得到盡可能高的產量，從而使產品的回收率提高。這對于提高經濟效益顯然是有利的。

   產品的回收率定義為產品量與進料中該產品組分的量之比。即：

           Ri=P/Fzi                                      （8）

   生產效益除了產品純度與產品回收率之間的關系，還必須考慮能量消耗因素。由精餾原理可知，用精餾搭進行混合物的分離是要消耗一定能量的；要使分離的產品質量越高，產品產量越多，所需的能量也就越大。

對于一個精餾塔來講，在進料成分Z一定時，只要保持V／F和D／F一定（或者在F一定時保持D和V一定），這個塔的分離結果也就是產品成分y和x將被完全確定。而當進料成分變化時，為了保持產品成分不變，可以相應調節D／F，以補償進料成分變化的影響。為簡化討論，只談及頂部和底部產品均為液相的且沒有側線采出的情況。塔內上升蒸汽量V，在塔的提餾段是由再沸器加熱提供的，在塔的精餾段還受到進料熱熔的影響。當冷凝器冷卻量Q增加時，必然會使更多的氣相變為液相，從而降低了塔壓；同時使塔內相同組分的平衡溫度下降，增加了再沸器兩側間的溫差，使再沸器提供的加熱量QH增加。正因如此，在進料熱熔變化不大或可以忽略時，一般總把V的變化或V／F的變化，看作是由再沸器加熱量QH提供的。在多元精餾中，影響關系要復雜得多，當進料中某一組分的濃度變化時，必然使其他組分的濃度變化；從而使頂部及底部產品中各組分的濃度發生變化。當進料中幾個組分濃度同時變化時，情況將更為復雜。克服這些擾動的控制手段卻只有靠D／F和V／F。此時僅有兩個關鍵組分可以控制，其余組分在產品中的分配情況主要由進料濃度確定。

精餾塔的控制方案

   在了解了精餾塔的操作要求和影響因素之后，余下的問題就是如何確定精餾塔的控制方案。能耗要求和經濟性指標精餾過程中消耗的能量，主要是再沸器的加熱量和冷凝器的冷卻量消耗。首先簡述設置精餾塔控制方案的基本觀點。為簡化討論，只談及頂部和底部產品均為液相的且沒有側線采出的情況。由于精餾塔的控制方案繁多，只按這些基本觀點選擇具有代表性的、常見的控制方案作出介紹。

    1．設置精餾塔控制方案的基本觀點

   （1）按物料及能量平衡關系進行控制

   對于一個實際操作的二元精餾塔，在進料成分一定時，只要把D／F和V／F調節一定；且頂部回流罐液位調節以保證回流按照L=Vr－D的關系保持一定；底部產品流量B在液位調節作用下也可以保證B=F-D的物料平衡關系，那么該塔的產品質量就能得到控制。需指出，由于能量關系因素V主要取決于再沸器加熱量，但也取決于進料和回流的熱焓。（2）設置質量調節系統實際上根據精餾塔靜態特性考慮的按物料和能量平衡關系控制的方案，在具體應用時很難保證產品的質量，僅在產品質量指標并不嚴格的情況下才能使用。當回流溫度恒定時，只須考慮進料設置溫度或熱焓自動調節系統。于是可保持再沸器的蒸汽量一定，就相當于塔內上升蒸汽量V一定了。考慮到因冷凝器冷卻量和環境等擾動因素而使能量平衡可能破壞，從而使塔壓變化，因此在塔頂設置壓力調節系統。對于D／F和V／F的控制，由頂部產品量D、再沸器加熱蒸汽量和進料量F分別組成比值控制系統。若考慮到動態關系，可添加補償環節，一般采用超前-滯后環節。