精馏塔的温度控制
精馏塔温度控制系统设计
精馏塔温度控制系统设计精馏塔是一种常见的化工设备，用于分离液体混合物中的成分。
精馏塔温度控制系统的设计是确保精馏塔能够稳定运行，提高产品质量和产量的关键。
下面将详细介绍精馏塔温度控制系统的设计原理和步骤。
精馏塔温度控制系统的设计原理是根据精馏塔内部的物料性质和工艺要求，通过控制介质的流量和温度来实现温度的稳定控制。
精馏塔内部通常分为多个段落，每个段落都有一个特定的温度要求。
温度的控制涉及到对塔釜的加热和冷却以及介质的流量调节。
1.确定控制目标：根据工艺要求和产品规格，确定需要控制的温度范围和偏差，以及控制精度要求。
2.确定控制方法：根据工艺特点和实际情况，选择适合的控制方法。
常见的控制方法包括比例控制、比例积分控制、比例积分微分控制等。
3.确定传感器：选择合适的温度传感器，用于测量精馏塔内部的温度。
常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻等。
4.确定执行器：根据控制目标和方法，选择合适的执行器。
常见的执行器包括电动调节阀、蒸汽控制阀等。
5.设计控制回路：根据控制方法和控制器的性能，设计控制回路。
控制回路包括传感器、控制器和执行器。
6.参数整定：根据实际情况和反馈调整，优化控制回路的参数。
参数整定通常包括比例增益、积分时间和微分时间等。
7.验证和优化：通过实际运行验证控制系统的性能，并根据实际情况进行反馈调整和优化。
总之，精馏塔温度控制系统的设计是确保精馏塔能够稳定运行，提高产品质量和产量的关键。
设计步骤包括确定控制目标、控制方法、传感器和执行器的选择、设计控制回路、参数整定以及验证和优化。
合理的设计能够使温度控制更加稳定和可靠。
精馏塔塔底温度控制方案
精馏塔塔底温度控制方案精馏塔是化工生产中常用的一种分离设备，主要用于将混合物中的各组分按照其沸点的不同进行分离。
在精馏过程中，塔底温度的控制是非常重要的，因为它直接影响到产品的纯度和收率。
本文将对精馏塔塔底温度控制方案进行详细的介绍。
一、精馏塔塔底温度控制的重要性1. 保证产品质量：精馏塔塔底温度的稳定与否直接关系到产品的质量。
如果塔底温度过高，会导致产品中轻组分的损失，降低产品的纯度；反之，如果塔底温度过低，会导致产品中重组分的残留，影响产品的性能。
2. 提高生产效率：合理的塔底温度控制可以提高精馏过程的效率，减少能源消耗，降低生产成本。
3. 保证生产安全：精馏塔塔底温度的波动可能导致操作不稳定，甚至引发安全事故。
因此，对塔底温度进行有效的控制是非常必要的。
二、精馏塔塔底温度控制方案1. 串级控制方案串级控制是一种常见的温度控制方案，它通过将主控制器的输出作为副控制器的设定值，实现对温度的精确控制。
具体实施步骤如下：（1）选择主控制器和副控制器：根据精馏塔的特点和工艺要求，选择合适的控制器类型，如PID控制器、模糊控制器等。
（2）设定主控制器的参数：根据工艺要求和实际操作经验，设定主控制器的比例、积分和微分参数。
（3）设定副控制器的参数：根据主控制器的输出和塔底温度的变化趋势，设定副控制器的比例、积分和微分参数。
（4）实施串级控制：将主控制器的输出作为副控制器的设定值，实现对塔底温度的精确控制。
2. 前馈控制方案前馈控制是一种基于模型的控制方案，它通过预测塔底温度的变化趋势，提前调整控制参数，以实现对塔底温度的快速响应。
具体实施步骤如下：（1）建立精馏塔的温度模型：根据精馏塔的工作原理和操作条件，建立精馏塔的温度模型。
（2）设计前馈控制器：根据温度模型，设计前馈控制器，实现对塔底温度的预测和控制。
（3）实施前馈控制：将前馈控制器的输出与主控制器的输出相结合，实现对塔底温度的快速响应和精确控制。
精馏塔温度控制
❖ 主变量：塔釜温度 副变量：再沸腾蒸汽进 口流量 主控制器：温度控制器
副控制器：流量控制器
工艺对象：精馏塔
化工仪表自动化PPT
苯+甲苯精馏
串级控制系统就是两只调节器串联起来工作，其中 一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系 统。整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。 副回路由副变量检测变送、副调节器、
调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、 主调节器、副调节器、调节阀、副过程和动。二次扰动：作用在副被控 过 程上的，即包括在副回路范围内的扰动。
工艺要求：控制塔内 温度.
控制规律的选择
主控制器：PID 副控制器：P
系统方框图
检测变送
❖ 精馏塔的主要干扰因素 为进料状态，即进料流 量、进料组分、进料温 度或热焓
执行器
▪ 气开式 ▪ 正作用 ▪ 主调节器:反作用 ▪ 副调节器:反作用
温度调节器
精馏段或提馏段的某些塔 板上，温度变化量最为显 著。或者说，这些塔板的 温度对外界干扰因素的反 映最灵敏，故将这些塔板 称之为灵敏板。将感温元 件安置在灵敏板上可以较 早觉察精馏操作所受到的 干扰；而且灵敏板比较靠 近进料口，可在塔顶馏出 液组成尚未产生 变化之前 先感受到进料参数的变动 并即使采取调节手段，以 稳定馏出液的组成。
谢谢观赏
精馏塔的控制要求
精馏塔的控制要求2.1 质量指标混合物分离的纯度是精馏塔控制的主要指标。
在精馏塔的正常操作中，产品质量指标就必须符合预定的要求，即保证在塔底或塔顶产品中至少有一种组分的纯度达到规定的要求，其他组分也应保持在规定的范围内，因此，应当取塔底或塔顶产品的纯度作为被控变量。
但是，在线实时监测产品纯度有一定的困难，因此，大多数情况下是用精馏塔内的“温度和压力”来间接反应产品纯度。
对于二元精馏塔，当塔压恒定时，温度与成分之间有一一对应的关系，因此，常用温度作为被控变量。
对于多元精馏塔，由于石油化工过程中精馏产品大多数是碳氢化合物的同系物，在一定的塔压下，温度与成分之间仍有较好的对应关系，误差较小。
因此，绝大多数精馏塔当塔压恒定时采用温度作为间接质量指标。
2.2 平稳操作为了保证精馏塔的平稳操作，首先必须尽可能克服进塔之前的主要可控扰动，同时缓和一些不可控的主要扰动，例如，对塔进料温度进行控制、进料量的均匀控制、加热剂和冷却剂的压力控制等。
此外，塔的进出物料必须维持平衡，即塔顶馏出物与塔底采出物之和应等于进料量，并且两个采出量的变化要缓慢，以保证塔的平稳操作。
另外，控制塔内的压力稳定，也是塔平衡操作的必要条件之一。
2.3 约束条件为了保证塔的正常、平稳操作，必须规定某些变量的约束条件。
例如，对塔内气体流速的限制，塔内气体流速过高易产生液泛，流速过低会降低塔板效率；再沸器的加热温差不能超过临界值的限制等。
3精馏塔的温度控制精馏塔控制最直接的质量指标是产品的组分，但产品组分分析周期长，滞后严重，因而温度参数成了最常用的控制指标，即通过灵敏板进行控制[3]。
3.1 精馏段温度控制精馏段温控灵敏板取在精馏段的某层塔板处，称为精馏段温控。
适用于对塔顶产品质量要求高或是气相进料的场合。
调节手段是根据灵敏板温度，适当调节回流比。
例如，灵敏板温度升高时，则反映塔顶产品组成XD下降，故此时发出信号适当增大回流比，使XD上升至合格值时，灵敏板温度降至规定值。
精馏塔操作规程
精馏塔操作规程
《精馏塔操作规程》
一、操作前准备
1. 确认精馏塔的设备完好，无渗漏问题。
2. 检查精馏塔的进料、出料管道是否畅通。
3. 检查控制系统的运行状态和设定参数。
二、启动操作
1. 按照操作流程依次启动加热炉、回收冷却器、冷凝器和冷却水。
2. 确认塔顶和塔底的温度、压力参数符合设定要求。
三、进料操作
1. 缓慢开启进料阀门，控制进料流量。
2. 注意观察塔内的液位和温度，及时调整进料流量和温度。
四、提馏操作
1. 逐渐提高加热炉温度，控制塔内温度逐渐升高。
2. 调整回收冷却器和冷凝器的冷却水流量，确保提馏物冷凝成液体。
五、出料操作
1. 根据产品规格和设定要求，调整塔顶压力和温度，逐步提高产品出料流量。
2. 注意观察出料液体的流速和颜色，确保产品质量。
六、停车操作
1. 逐步减小进料流量，调整加热炉温度，准备停车。
2. 关闭加热炉、回收冷却器、冷凝器和冷却水，停止进料。
七、安全措施
1. 在操作中，严格按照规程操作，保持设备和人员安全。
2. 注意观察精馏塔的运行状态，及时发现并解决问题。
八、清洁与维护
1. 停车后，对精馏塔进行清洁和检查，保持设备的良好状态。
2. 定期进行设备的维护保养，延长设备的使用寿命。
以上即为《精馏塔操作规程》，希望操作人员能严格按照规程操作，确保生产安全和产品质量。
乙醇_水精馏塔设计说明
乙醇_水精馏塔设计说明
1.设备选型
2.工艺流程
(1)加热阶段：将乙醇_水混合物加热到沸点，使其部分汽化，进入下一个阶段。
(2)蒸馏阶段：乙醇和水在塔内进行汽液两相的分离，高纯度的乙醇向上升腾，低纯度的水向下流动。
(3)冷凝阶段：将高纯度的乙醇气体冷凝成液体，便于收集和储存。
(4)分离阶段：将冷凝后的液体进一步分离，得到纯度较高的乙醇和水。
3.操作参数
(1)温度控制：加热阶段需要将混合物加热到适当的沸点，通常控制在80-100摄氏度。
而在蒸馏阶段，控制塔顶和塔底的温度差异，有助于提高分离效果。
(2)压力控制：塔的进料和出料口通常需要控制一定的压力，以保证流量的稳定。
(3)流量控制：塔内液体的流速对塔的操作效果有较大影响，需保持适当的流速，通常通过调节塔顶和塔底的流量或液位来实现。
4.塔的结构及内件设计
乙醇_水精馏塔的结构包括塔壳、进料装置、分离器、冷凝器、再沸器、集液器等。
其中，塔内需要配置一些内件，如填料和板式塔板等，以
提高传质和传热效果。
填料可采用金属或塑料材料，板式塔板可选用槽式、波纹式等不同形式。
通过合理配置和设计这些内件，提高乙醇_水分离效果。
综上，乙醇_水精馏塔的设计需要综合考虑设备选型、工艺流程、操
作参数以及塔的内部结构等因素。
通过合理的设计和选择，可以实现高效
分离乙醇和水的目的。
常减压精馏塔的主要控制指标
常减压精馏塔的主要控制指标
常减压精馏塔的主要控制指标包括：
1. 馏分回收率：通过调节进料量、精馏负荷和热量等参数来控制馏分回收率,保持回收率稳定在目标值及以上。
2. 塔顶压力：塔顶压力是影响馏分品质和产量的重要因素,需要保持在一定范围内,根据不同的馏分要求进行调控。
3. 塔底温度：塔底温度是控制产品分离和馏分品质的重要参数,需要根据不同馏分要求进行调节和控制。
4. 精馏段温度差：精馏段温度差是塔内温度分布不均匀的表现,通常需要保持在一定范围内,以保证产品质量和生产效率。
5. 精馏段液位：精馏段液位需要保持稳定,过高或过低都会影响馏分品质和产量。
6. 循环流量和冷凝器效率：循环流量和冷凝器效率是保证精馏塔运行稳定和产品质量的关键参数,需要进行定期维护和检修。
精馏塔温度-流量控制
1.3工艺设计要求
1.选择恰当的物料平衡方式来控制产品的质量。
2.通过气相排出管线上的控制阀维持精馏塔内压力平衡。
2.2.2方案选择——塔内温度控制的设计
由于本设计主要考虑物料、压力等物理量对精馏塔釜温度的影响，并且干扰变化剧烈，幅度大，有时从0.5Mpa突然下降到0.3Mpa，压力变化40％。干扰幅度较大，所以应用串级控制系统。
蒸馏塔工作原理
串级控制系统就是两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。一次扰动：作用在主被控过程上的，而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动：作用在副被控过程上的，即包括在副回路范围内的扰动。
图2—1物料平衡控制方框图
如上图2—1所示，入料口的物料流量经过流量变送器FT1转化为相应的电信号，出料口的物料流量经过流量变送器FT2转化为相应的电信号，两者经过流量控制器FY的处理使得入料口物流量与出料口的比值控制在1:1，从而FY控制物料调节阀FC来控制入料口物料调节阀达到控制物料平衡的作用效果。
0.1~25分（×10）
微分时间（D）：断；0.04~10分
⑧负载阻抗：250Ω~750Ω
⑨手动切换特性：自动↔手动1↔手动2
⑩供电电压：24V±0.5%，DC
消耗功率：光柱不大于10W
表头不大于5W
工作条件：周围环境温度5~400C
精馏塔底温度影响因素及控制方法总结解读
精馏塔底温度影响因素及控制方法总结
1、影响因素：
1.1 进料及组分变化，如进料减少，重组分杂质增大，则塔底温度升高；
1.2 回流量级回流温度的的变化，如回流量增大，回流温度降低，则塔底温度降低；
1.3 塔液面过高或满，塔底温度提不起来；
1.4 塔底液面过低，引起温度不稳定或者升高；
1.5 塔压的波动，引起温度的变化，当塔压突然升高时，底温会随之升高又复而下降；
1.6 蒸汽压力的变化，蒸汽压力降低，塔底温度下降；
1.7 进换热器温度低，塔底温度下降；
1.8 再沸器管程堵或漏，塔底温度提不起来；
1.9 塔底温度控制失灵，引起塔底温度不稳。
2、调节方法：
2.1 稳定进料，减少原料中重组分杂质的组分，或调整前塔的操作，减少下塔进料中重组分杂质的组分；
2.2 降低回流量，提高回流温度，稳定回流比；
2.3 增大塔底踩出，或减少进料量和回流量；
2.4 减少塔底采出，使塔底采出液面控制在工艺指标范围内；
2.5 稳定塔底压力；
2.6 联系调度提高蒸汽压力；
2.7 提高预热器进气温度，使之平稳；
2.8 待停工处理再沸器；
2.9 塔底温度改为手动控制，或用副线或现场指示控制，并联系仪表处理。
精馏塔的安全运行分析——精馏塔的温度控制
精馏塔的安全运行分析——精馏塔的温度控制
精馏塔通过灵敏板进行温度控制的方法大致有以下几种。
(1)精馏段温控灵敏板取在精馏段的某层塔板处，称为精馏段温控。
适用于对塔顶产品质量要求高或是气相进料的场合。
调节手段是根据灵敏板温度，适当调节回流比。
例如，灵敏板温度升高时，则反映塔顶产品组成zn下降，故此时发出信号适当增大回流比，使XD上升至合格值时，灵敏板温度降至规定值。
(2)提馏段温控灵敏板取在提馏段的某层塔板处，称为提馏段温控。
适用于对塔底产品要求高的场合或是液相进料时，其采用的调节手段是根据灵敏板温度，适当调节再沸器加热量。
例如，当灵敏板温度下降时，则反映釜底液相组成Xw变大，釜底产品不合格，故发出信号适当增大再沸器的加热量，使釜温上升，以便保持工w的规定值。
(3)温差控制当原料液中各组成的沸点相近，而对产品的纯度要求又较高时不宜采用一般的温控方法，而应采用温差控制方法。
温差控制是根据两板的温度变化总是比单一板上的温度变化范围要相对大得多的原理来设计的，采用此法易于保证产品纯度，又利于仪表的选择和使用。
过程控制课程设计-精馏塔温度控制系统
过程控制课程设计-精馏塔温度控制系统(总34页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除过程控制系统与仪表课程设计目录一、研究对象........................................................................................... 错误!未定义书签。
二、研究任务........................................................................................... 错误!未定义书签。
三、仿真研究要求 (4)四、传递函数计算 (5)五、控制方案........................................................................................... 错误!未定义书签。
1. 单回路反馈控制系统 (6)1) 控制方案的系统框图和工艺控制流程图............................... 错误!未定义书签。
2) PID参数整定 (7)3) 系统仿真................................................................................... 错误!未定义书签。
4) 对象特性变化后仿真 (12)2. Smith预估补偿控制系统 ................................................................ 错误!未定义书签。
1) 控制方案的系统框图和工艺控制流程图............................... 错误!未定义书签。
2) 控制系统方框图....................................................................... 错误!未定义书签。
精馏塔温度控制
精馏塔温度控制
精馏塔是指在酒精通过以上两塔蒸馏后，酒精浓度还需要进一步的提高，杂质还需进一步的排除，精馏塔的目的就是通过加热蒸发、冷凝、回流这些程序后，起到上除头级杂质，中提杂醇油，下排尾级杂质的作用，最终获得符合质量标准的成品——酒精。
蒸馏塔的作用并不只局限于提纯酒精。
蒸馏塔主要是为了分离混合液体，利用不同液体在不同条件下，如温度不同，挥发性（沸点）不同的特性，对液体进行分离，从而达到液体提纯效果。
对精馏塔的塔顶温度一般应控制在79℃，塔底温度一般控制在105—107℃，塔中温度在取酒正常的情况下一般取在88—92℃之间。
精馏塔上的1*冷凝器水温应在60—65℃，2*冷凝器应在35—40℃，最后一个冷凝器温度应不低于25℃。
精馏塔温度-流量控制
微分时间（D）：断；0.04~10分
⑧负载阻抗：250Ω~750Ω
⑨手动切换特性：自动↔手动1↔手动2
⑩供电电压：24V±0.5%，DC
消耗功率：光柱不大于10W
表头不大于5W
工作条件：周围环境温度5~400C
空气相对湿度10~75%
无腐蚀气体
重量：约6.5公斤
接线端子图（见图2-5）
引言
精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典型分离设备。它是依据精馏原理对液体进行分离，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组份（即沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化。经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而实现分离的目的满足化工连续化生产的需要。精馏塔塔釜温度控制的稳定与否直接决定了精馏塔的分离质量和分离效果，控制精馏塔的塔釜温度是保证产品高效分离，进一步得到高纯度产品的重要手段。维持正常的塔釜温度，可以避免轻组分流失，提高物料的回收率，也可减少残余物料的污染作用。
主控制器的作用方向
主调节器的作用方向，应在副调节器的作用确定以后，再根据工艺要求来确定。因为副调节器直接控制执行器，要保证执行器正确动作。在主调节器输入偏差增大（或减小）时，要求主调节的输出信号增大（或减小），因此主调节的作用为正向作用。
3.3本精馏塔选择正作用主副调节器
要用到两个调节器，这两个调节器都选用DDZ—Ⅲ型电动调节器，具体型号为DTZ—2100
影响产品质量指标和平稳生产的主要干扰因素有:①进料流量( F)的波动;②进料成分( ZF)的变化;③进料温度( TF)和进料热焓值( QF)的变化;④再沸器加热剂输入热量的变化;⑤冷却剂在冷凝器内吸收热量的变化;⑥环境温度的变化。
精馏塔提馏段温度控制方案
精馏塔提馏段温度控制方案
精馏塔的提馏段温度控制方案可以通过以下几个步骤实施：
1. 设置目标温度：根据产品的蒸汽化温度和沸点等物理性质，确定塔顶的目标温度。
这个温度应该足够高，使得目标组分能够从原料中蒸发出来。
2. 监测温度：在塔顶和其他关键位置安装温度传感器，监测塔内各个位置的温度变化，并将数据传输给温度控制系统。
3. 确定控制策略：根据温度传感器的监测数据，控制系统分析和计算，确定合适的控制策略。
常见的策略包括比例控制、比例积分控制和比例积分微分控制等。
4. 调节操作：根据控制策略的结果，控制系统会输出相应的控制信号，调节塔顶的加热或降温装置，以达到目标温度。
5. 反馈调整：监测实际温度和目标温度之间的偏差，并根据调整的结果进行反馈调整，进一步优化控制策略。
需要注意的是，精馏塔提馏段温度控制方案还需要考虑其他因素，如进料流量、冷却介质温度等。
此外，不同的塔设计和操作条件可能需要不同的控制策略，因此具体的温度控制方案应根据具体情况进行定制。
在精馏操作中怎样调节塔顶温度？
在精馏操作中怎样调节塔顶温度？塔顶温度是决定塔顶产品质量的重要因素。
在塔压不变的前提下，顶温升高，塔顶产品中的重组分含量增加，质量下降。
塔顶温度的调节方法，主要为两种：一种是固定回流量，调节回流温度；一种是固定回流温度，调节回流量。
由于生产装置日趋大型化，考虑到生产的稳定性，调节回流量的方法得到了广泛采用。
具体的调节方法如下：①用回流量控制顶温。
回流量加大，顶温降低，这种调节方法多在塔顶为全凝器时采用。
②当塔顶使用的冷剂在传热过程中有相变化时，可用冷剂的蒸发压力与顶温串级调节来控制顶温。
蒸发压力降低，对应的蒸发温度也降低，引起顶温降低。
这种方法在塔顶冷凝器为分凝器时可以改变回流量；在塔顶冷凝器有过冷作用时，又可以用来改变回流温度。
③当塔顶的冷剂在传热过程中无相变化时，可用冷剂流量与顶温串级调节来控制顶温。
如流量加大，顶温降低。
这种方法既可改变回流量，又可改变回流温度。
④用塔顶冷凝器的换热面积调节顶温。
提高冷剂液面，换热面积增大，顶温降低。
这种方法既可改变回流量，又可改变回流温度。
⑤当精馏段的物料浓度比较高时，可用某两板间的温差来调节顶温。
温差增大，回流液量加大，顶温降低。
在精馏操作中，有时釜温升不起来的原因是什么？精馏塔在开车的升温过程及正常操作中都会遇到釜温升不起来的现象。
在开车的升温过程中，釜温升不起来的原因可能是：①加热系统的疏水器（或叫排水阻气阀）失灵；②扬水站的回水阀门未开；③再沸器内的蒸汽冷凝液没有排空，蒸汽加不进去；④塔釜物料中有大量的水存在（水与物料不相溶）；⑤设备结构不合理，使釜液循环受阻；⑥由于操作不当（再沸器供热太晚或进料量太大，太猛），造成回流到塔釜的轻组分量太大，一时釜温很难提到正常，特别是低温液相进料的塔，极易出现这种现象。
此时应改变进料量、进料组成或加大塔顶采出量，以调整操作。
正常操作中，引起釜温提不起来的原因可能是：①塔底再沸器的液相循环管堵塞，使釜液不循环；②再沸器列管内的物料结焦或列管被堵塞；③排水阻气阀失灵；④塔釜组分过重，现有的热剂不能将釜液加热到泡点，致使釜液循环不畅通；⑤加热釜的热剂压力下降；⑥釜液面太低或太高。
精馏塔塔顶温度和塔压的关系
精馏塔塔顶温度和塔压的关系精馏塔是一种常见的化工设备，用于分离混合物中的不同组分。
精馏塔顶温度和塔压是精馏塔操作中的两个重要参数。
它们之间存在着一定的关系，这种关系对于塔的操作和控制至关重要。
我们需要了解精馏塔的基本原理。
精馏塔是通过不同组分的汽液平衡来实现分离的。
在塔内，混合物被加热并进入塔顶，在塔顶进一步加热的情况下，不同组分按照其挥发性的大小，逐渐沸腾并分离出来。
塔顶温度和塔压对于这个分离过程起着至关重要的作用。
我们来讨论塔顶温度对精馏塔操作的影响。
塔顶温度是指精馏塔中塔顶区域的温度，它与塔中的组分分布和分离效果密切相关。
在塔顶温度较低的情况下，塔内的组分分离效果较差，混合物中的各种组分无法充分分离。
而当塔顶温度逐渐升高时，组分的分离效果也会逐渐改善。
当塔顶温度达到一定值时，不同组分的分离效果达到最佳状态，此时塔顶温度被称为最佳塔顶温度。
那么，塔压又是如何影响精馏塔的分离效果呢？在精馏塔中，塔压是通过调节塔底的冷凝器的冷却效果来实现的。
当塔底冷凝器的冷却效果增大时，塔压也会随之降低；而当冷却效果减小时，塔压也会相应升高。
塔压的改变会导致塔内的汽液平衡发生变化，从而影响塔内组分的分离效果。
一般来说，塔底压力越低，塔内组分的分离效果越好，因为低压下组分的挥发性增大，更容易分离出来。
精馏塔顶温度和塔压之间存在着紧密的关系。
塔顶温度的升高会改善塔内组分的分离效果，而塔压的降低也会有类似的效果。
因此，在精馏塔的操作中，我们需要合理控制塔顶温度和塔压，以达到最佳的分离效果。
那么，如何实现对塔顶温度和塔压的控制呢？通常情况下，塔顶温度可以通过调节加热器的加热功率来实现。
增大加热功率可以提高塔顶温度，而减小加热功率则可以降低塔顶温度。
塔压则可以通过调节冷凝器的冷却效果来实现。
增大冷凝器的冷却效果可以降低塔压，而减小冷凝器的冷却效果则可以提高塔压。
通过对加热器和冷凝器的控制，我们可以灵活地调节塔顶温度和塔压，从而实现最佳的分离效果。
简要分析精馏塔的温度,组成分布关系
简要分析精馏塔的温度,组成分布关系精馏塔是一种自下而上的分析装置，是萃取和分离物质的常用器件。
它的原理是采用不同的温度，让不同的物质在不同的温度下向上自由流动，最终达到分离目的。
精馏塔的温度一般分为低温前级、中温前级和高温后级。
低温前级是指精馏塔中温度最低的部分，一般情况下，温度比蒸馏温度低，小于100℃。
中温前级是指精馏塔的温度逐渐升高的中段，一般为100~150℃。
高温后级是指精馏塔最高温度部分，其温度一般在150℃以上。
精馏塔的温度影响着物质在精馏塔内部的分布情况。
当温度升高时，更多的有机分子会分子分解，特定的有机物质会按照它们分子量的不同，由低温前级向上运动；而已经分解的物质会按照它们沸点的不同，从低温前级向上运动，最终在高温后级分离出来。
由此，可以看出，温度对物质的分布关系影响是非常大的，也是设计精馏塔的关键要素之一。
精馏塔内物质的分布关系可以通过温度分布曲线来示意。
温度分布曲线的纵轴表示精馏塔的温度，横轴表示精馏塔的高度。
当横轴上的温度增加时，曲线就会相应往上升，这样就可以看出精馏塔中物质随着温度升高而自下而上攀升的特性，并且可以看出各种物质在精馏塔内部的分布情况。
此外，在温度分布曲线上，还可以发现多种特性，如极限点、下降点和平滑点等。
极限点是精馏塔内部物质的分布关系的转折点，通过它可以得知精馏塔内部物质的分馏比例；下降点是指温度曲线的降落区域，可以反映物质在精馏塔内部的分布变化情况；而平滑点是指温度曲线中间比较平缓的部分，可以得知物质在精馏塔内定地分布。
以上就是简要分析了精馏塔的温度以及组成分布关系的全部内容。
经过温度的调整，精馏塔内部的分布曲线可以达到理想的分离效果，同时可以得知精馏塔内部物质的极限点、下降点和平滑点的位置。
这些对于精馏塔的设计都具有重要的参考意义，是优化精馏塔效果的关键因素。
由此可见，精馏塔的温度分布关系是影响精馏塔高效萃取与分离能力的重要组成部分。
掌握精馏塔内部温度和物质分布之间的联系，以及物质在不同温度下的分布特点，对于优化萃取与分离结果具有重要意义。
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辽宁工业大学过程控制系统课程设计（论文）题目：精馏塔温度控制系统设计院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：摘要随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分流物料的组分越来越多，分离的产品纯度越来越高。
采用提馏段温度作为间接质量指标，它能够较直接地反映提馏段产品的情况。
将提馏段温度恒定后，就能较好地确保塔底产品的质量达到规定值。
所以，在以塔底采出为主要产品、对塔釜成分要求比对馏出液高时，常采用提馏段温度控制方案。
由于精馏塔操作受物料平衡和能量平衡的制约，鉴于单回路控制系统无法满足精馏塔这一复杂的、综合性的控制要求，设计了基于串级控制的精馏塔提馏段温度控制系统。
影响物料平衡因素包括进料量和进料成分变化，顶部馏出物及底部出料变化；影响能量平衡因素主要包括进料温度或热焓变化，再沸器加热量和冷凝器冷却量变化，及塔的环境温度变化。
采用串级控制系统能有效地去除蒸汽压强的波动对温度的影响。
使用超驰控制系统控制釜液输出端，在塔釜温度较低时，塔底不出料只有当温度达到低线以上，液位控制器取代温度控制器以后，才有出料排出。
关键词：提馏段;温度;串级控制;超驰控制目录第1章绪论 .................................................................................... 错误!未定义书签。
第2章课程设计的方案 ................................................................ 错误!未定义书签。
概述......................................................................................... 错误!未定义书签。
物料平衡关系 ................................................................. 错误!未定义书签。
能量平衡关系 ................................................................. 错误!未定义书签。
设计方案................................................................................. 错误!未定义书签。
控制方案类型 ................................................................. 错误!未定义书签。
控制方案的选择 ............................................................. 错误!未定义书签。
第3章系统各仪表选择 ................................................................ 错误!未定义书签。
检测变送器的原理................................................................. 错误!未定义书签。
温度变送器的选择 ....................................................... 错误!未定义书签。
流量变送器的选择 ....................................................... 错误!未定义书签。
执行器的选择......................................................................... 错误!未定义书签。
调节器的选择......................................................................... 错误!未定义书签。
调节器与执行器、检测变送器的选型................................. 错误!未定义书签。
电磁流量计 .............................................................................. 错误!未定义书签。
第4章系统仿真 ............................................................................ 错误!未定义书签。
串级控制系统MATLAB仿真分析 ............................................ 错误!未定义书签。
第5章课程设计总结 .................................................................... 错误!未定义书签。
第6章参考文献 ............................................................................ 错误!未定义书签。
第1章绪论精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典型分离设备。
它是依据精馏原理对液体进行分离，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组份（即沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化。
经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而实现分离的目的，满足化工连续化生产的需要。
精馏塔塔釜温度控制的稳定与否直接决定了精馏塔的分离质量和分离效果，控制精馏塔的塔釜温度是保证产品高效分离，进一步得到高纯度产品的重要手段。
维持正常的塔釜温度，可以避免轻组分流失，提高物料的回收率，也可减少残余物料的污染作用。
影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰（如进料流量，温度及成分等的变化对温度的影响）。
一般情况下精馏塔塔釜的温度，我们是通过控制精馏塔釜内灵敏板的温度来控制的。
灵敏板是当外界条件或负荷改变时精馏塔内温度变化最灵敏的一块塔板。
以往调节只是采用灵敏板温度调节器单一回路调节，调节反应慢，时间滞后，对精馏操作而言，产品的纯度很难保证。
精馏塔是一个多输入多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制要求又大多较高。
这些都给自动控制带来一定的困难。
同时各塔工艺结构特点有千差万别，这需要深入分析特性，结合具体塔的特点，进行自动控制方案设计和研究。
精馏塔的控制最终目标是：在保证产品质量的前提下，使回收率最高，能耗最小，或使总收益最大。
在这个情况为了更好实现精馏的目标就有了提馏段温度控制系统的产生。
第2章 课程设计的方案2.1 概述 精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入。
蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。
由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
影响精馏塔提馏段过程的因素是多方面的，而提馏段是在一定物料平衡和能量平衡的基础上进行操作的，因此，分析精馏塔的物料和能量平衡对制定提馏段控制策略至关重要。
2.1.1 物料平衡关系物料平衡指的是单位时间内进塔的物料量应等于离开塔的诸物料量之和。
物料平衡体现了塔的生产能力，它主要是靠进料量和塔顶、塔底出料量来调节的。
操作中，物料平衡的变化具体反应在塔底液面上。
当塔的操作不符合总的物料平衡式时，可以从塔压差的变化上反映处来。
例如进的多，出的少，则塔压差上升。
对于一个固定的精馏塔来讲，塔压差应在一定的范围内。
塔压差过大，塔内上升蒸汽的速度过大，雾沫夹带严重，甚至发生液泛而破坏正常的操作；塔压差过小，塔内上升蒸汽的速度过小，塔板上汽液两相传质效果降低，甚至发生漏液而大大降低塔板效率。
物料平衡掌握不好，会使整个塔的操作处于混乱状态，掌握物料平衡是塔操作中的一个关键。
如果正常的物料平衡受到破坏，它将影响另两个平衡，即：汽液相平衡达不到预期的效果，热平衡也被破坏而需重新予以调整。
对提留段内任一塔板j 作物料平衡计算，其组分的物料平衡关系为：xB x j L s y j V s --=1式中，V s 表示各层塔板的上升蒸汽量，y j 为塔板j 上气相的轻组分浓度，L s 为提留段内各层踏板的下流液体流量，x j 1-是从1-j 快塔板留下的液相中轻组分浓度，B 为塔釜采出量，X 为塔釜采出物轻组分的浓度。
2.1.2 能量平衡关系在稳态时，进入精馏塔的所有能量必然与离开塔的能量相平衡，表示为：H B B H D D Q C H F F Q H ++==式中，F 、D 、B 分别表示进料量、塔顶采集量和塔釜采出量，Q h 为再沸器加热量，Qc 为冷凝器冷却量，Hf 、Hp 、Hb 分别为进料、塔顶和塔釜产品的热焓。
从平衡方程并结合精馏塔工艺特点，不难看出影响能量平衡的因素为：进料量、进料浓度、进料温度和进料状态、再沸器的加热量、冷凝器冷却量、回流量。
2.2 设计方案2.2.1 控制方案类型精馏塔的控制目标应是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的总收益（利润）最大或成本最小。
具体对一个精馏塔来说，需从四个方面考虑，设置必要的控制系统。
（1）产品质量指标控制塔顶或塔底产品之一合乎规定的分离纯度，另一端产品成分应维持在规定的范围内。
在某些特定的条件下也有要求塔顶和塔底产品均保证一定纯度的要求。
（2）物料平衡控制塔顶、塔底的平均采出量应等于平均进料量，而且这两个采出量的变动应该比较缓和，以维持塔的正常平稳操作，以及上下工序的协调工作。
为此，必须对冷凝液罐（回流罐）和塔釜液位进行控制，使其介于规定的上、下限之间。
（3）能量平衡控制应使精馏塔的输入、输出能量维持平衡，使塔的操作压力维持稳定。
（4）约束条件控制为保证精馏塔正常而安全地运行，必须使某些操作限制在约束条件之内。
常用的精馏塔限制条件有液泛限、漏液限、压力限和临界温差限等。
所谓液泛限也称气相速度限，即塔内气相上升速度过高时，雾沫夹带十分严重，实际上液相将从下面塔板倒流到上面塔板，产生泛液，破坏正常操作。