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發布時間：2020-08-15 05:36
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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。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。精餾段溫度也是衡量質量指標的間接指標，它是以改變回流量作為控制手段的方案，稱為精餾段溫控。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。
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。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。分析結果表明，不同的原料產地、不同的前處理方法、不同的酒精生產工藝，醪垢的成分都不同。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。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。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。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。為此，應采用內回流控制的方法予以克服。此時，采用溫度作為被控變量的提餾段和精餾段溫度控制就得不到很好的效果，而應當采用溫差控制。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。
按產品成分或物性指標的直接控制方案
精餾塔的質量控制1好能選擇表征塔頂和塔底產品的質量指標，即產品的成分作為被控變量，即直接控制方案。上述的溫度、溫差或雙溫差控制都是間接控制產品質量的方法。概述：1、本設備有間歇式和連續式兩種形式，主要由塔釜、塔身、冷凝器、平衡罐、流量計等部件組成。利用產品分析器，例如色譜儀、紅外分析器、密度計、干點、閃點及初餾點分析器等，分析出塔頂（或塔底）的產品成分并將其作為被控變量，而將回流量或再沸器的加熱量等作為控制變量，就可以組成成分控制，實現按產品成分的直接指標控制。
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。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。由于色譜儀也是根據吸收和解吸原理工作的，在精餾塔中很難進行的分離在色譜儀中也是困難的。同時分析儀需要采樣系統且其測量滯后影響了控制系統的動態響應。這是在使用時應予注意的。精餾塔的干擾因素和其他化工過程一樣，精餾是在一定的物料平衡和能量平衡的基礎上進行的。在精餾塔的操作中，當干擾產生時，多個塔板中靈敏板的變化量明顯。因此，可選擇測量靈敏板上的成分，并作為被控變量進行控制。
與溫度控制的情況類似，塔頂或塔底產品的成分是能體現產品的質量指標。但是當分離的產品較純時，在鄰近塔頂、塔底的各板間，成分差很小，而且每塊板上的成分在受到干擾后變化也很小，這就要求檢測成分的儀表靈敏度很高。理論上講，按產品成分的直接指標控制方案，是直接、1有效的方案。它可為各種基于化工熱力學的多變量控制及精1確控制打下基礎。回收原理酒精回收塔的工作原理是利用旋轉產生的離心力場代替常規重力場，極大地強化氣液傳質過程。但是，就目前測量產品成分的儀表來說，準確度一般較差、滯后時間也很長，因而控制系統的控制質量受到很大影響。但只要不斷改善成分分析儀表的性能，按產品成分的直接指標控制方案將得到廣泛應用。
精餾流程和塔型的選擇
乙醇和水混合料經預熱器加熱至泡點后，送至精餾塔，塔頂采用全凝器冷凝后，一部分作回流，其余為塔頂產品經冷卻后送貯槽，塔釜采用直接蒸汽供熱，塔底產品經冷卻后送至貯槽，流程圖如下圖： 根據生產任務，若按每天開動設備24小時計算，產品流量為1.67t/h，由于產品粘度較小，流量較大，為減少造價，降低生產過程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產效率，選用浮閥塔。 塔設備的高度與直徑之比，因情況不同，差別很大，塔外殼用鋼板焊制，也可用鑄鐵鑄造，每層塔板為一節，并用法蘭連接。醪垢的化學成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、硫酸鈣、有機酸鈣、糖、糊精、蛋白質等，是由多種無機物、有機物構成的，并以無機物為主。 塔體材料和踏板材料均選用TiNiCr918,因這種不銹鋼具有高的強度極限，較低的屈服極限，的塑性和韌性，他的焊接性能和冷彎成形等工藝性也很好，是目前制造容器、塔的廣泛的一類不銹鋼，又因為這種鋼在乙醇介質中有很好的耐腐蝕性，所以選用TiNiCr918。
