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發布時間：2020-07-31 15:16
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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。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；（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。由以上兩式，可明顯看出進料量F在產品中的分配量（即D／F）是決定頂部和底部產品中輕組分含量y和x的關鍵因素。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。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。
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。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。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。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。（4）考慮控制系統間的相關影響在質量指標調節中，談及了頂部產品和底部產品質量反饋系統之間的相關問題。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。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。在一定的純度要求下，增加塔內的上升蒸汽是有利于提高產品回收率的。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。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。
