您好，歡迎來到易龍商務網！
發布時間：2020-12-19 02:26
【廣告】
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。二是對于選取的具有相關影響的控制系統，可通過整定調節器參數把控制回路的工作頻率拉開的方法減少相關。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。
約束條件
為保證正常操作，需規定某些參數的極限值，并作為約束條件。塔內氣體的流速過低時，對于某些篩板精餾塔會產生漏液現象，從而影響操作降低塔板效率；而流速過高易產生液泛，將完全破壞塔的操作。由于塔板上液層，氣相通過液層的阻力增大，因而可用測量差壓的方法檢測塔的液泛現象。采用色譜儀可以測量多組分的濃度，并可以通過測量其他含量較少的雜質組分之和來決定產品的純度。當壓差過高時，則通過差壓控制系統減小氣體流速。每個精餾塔都存在著一個1大操作壓力限制，超過這個壓力，塔的安全就沒有保障。為精餾過程提供能量的再沸器和冷凝器，也都存在一定限制。再沸器的加熱，受塔壓和再沸器中液相介質1大汽化率的影響；同時再沸器兩側間的溫差不能超過其臨界溫差，否則會導致給熱系數下降，傳熱量降低。對冷凝器冷卻能力影響1大的是冷卻介質的溫度。而在介質條件不變時，又與塔的操作壓力有關；同時餾出產品組份的變化也將影響到冷凝器的冷卻能力限制。在確定精餾塔的控制方案時，必須考慮到上述的約束條件，以使精餾塔工作于正常操作區內。
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。離心清液的回配進一步提高了發酵成熟醪中干物質含量，加劇了微溶或可溶物質在醪液輸送、換熱、蒸餾過程中的析出和結垢概率。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。
影響精餾塔操作中質量指標的因素
通過以上分析，可以看出，在精餾塔的操作過程中，影響其質量指標的主要干擾有以下幾種：
（l）進料流量F的波動
進料量指進入精餾塔物料的量，它的波動通常很難避免。精餾工藝上通常采用工業色譜儀進行在線的成分分析，并以關鍵組分的濃度比進行控制。對于獨立的或位于整個生產過程的起點的精餾塔控制可采用定值控制，則可使進料流量保持恒定。但是，在一個連續的生產過程中，精餾塔的處理量往往是上一工序的產出量。如果一定要使進料量恒定，勢必要設置很大的中間貯槽進行緩沖。二是采取在上一工序設置液位均勻控制系統來控制出料，使塔的進料流量F波動比較平穩，從而避免劇烈的變化。
（2）進料成分ZF的變化
進料成分取決于上一工序出料或原料情況，對精餾塔的控制系統來講，它是不可控的干擾。而針對進料成分的較大變化，則必須重新設置控制變量。
（3）進料溫度 TF及進料熱量 QF的變化
進料溫度通常是較為恒定的。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。假如不恒定，進料溫度和進料熱量的變化會影響到塔的焓平衡，因此必須保持進料溫度的恒定。工業上往往先將進料預熱，通過溫度控制系統來使進料溫度恒定。這對于進料狀態全部是汽態或全部是液態時，可以保持進料熱焓一定。當進料是汽液混相狀態時，則只有當汽液兩相的比例恒定時，進料熱焓才能恒定，必要時應設置熱焓控制的環節來維持。
（4）再沸器加熱劑熱量的變化
當加熱劑是蒸汽時，加入熱量的變化往往是由蒸汽壓力的變化引起的。可以通過蒸汽總管設置壓力控制系統來加以克服，或者在串級控制系統的副回路中予以克服。
（5）冷卻劑入口溫度及閥前壓力的變化
冷卻劑量的變化會影響到回流量或回流溫度，它的變化主要是由于冷卻劑的壓力或溫度變化引起的。對于這類干擾，以閥前壓力波動影響較大，控制中用壓力控制系統加以克服。
（6）環境溫度的變化
精餾塔操作的環境溫度的變化一般不大，但在采用風冷器作冷凝器時，則天氣驟變與晝夜溫差，對塔的操作影響較大，它會使回流量或回流溫度變化。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。為此，應采用內回流控制的方法予以克服。內回流通常是指精餾塔的精餾段內上一層塔盤向下一層塔盤流下的液體量，一般要控制內回流為恒定量或按某一規律變化的操作。
由上述分析可以看出，進料流量和進料成分的波動是精餾塔操作的主要干擾，這個干擾往往不可控。
