精馏塔和自动控制
典型化工单元的控制案例—精馏塔的控制(工业仪表自动化)
1、精馏塔温度控制为 什么常用灵敏板上的温度作 为被控变量？
2、精馏塔精馏段温度控 制为什么改变回流量而不改 变再沸器的加热量？
精馏塔是化工生产中重 要的分离设备，它利用混合 物中各组分挥发度的不同， 将混合物组分进行分离并达 到规定的纯度要求。
CONTENTS
02
-15%
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有些干扰是可控的,有些干扰 是不可控的。一般对可控的主要 干扰可采用定值控制系统加以克 服。然而对不可控的干扰，它们 最终将反映在塔顶馏出物与塔底 采出量的产品质量上。
思考题
1、精馏塔液相进Байду номын сангаас流量 增加对塔顶产品有什么影响？
2、精馏塔塔压增加对塔 顶产品和塔底产品有什么影 响？
CONTENTS
01
塔压定值控制
进料流 量控制
回流量定 值控制
塔釜液 位控制
回流罐液 位控制
质量控制系统
03
塔压定值控制
A B
02
在实际生产过程中，由 于不同的物料性质，精馏塔 的类型不同，生产产品纯度 的要求不同等情况，可根据 现场具体情况采用各种不同 的控制方法。。
精馏塔的自动控制
2
1
2.保证平稳操作
第三节 精馏塔的自动控制
第三节 精馏塔的自动控制
为保证正常操作，需规定某些参数的极限值为约束条件。
第三节 精馏塔的自动控制
节能要求和经济性 在精馏操作中，质量指标、产品回收率和能量消耗均是要控制的目标。 其中质量指标是必要条件，在质量指标一定的前提下，应在控制过程中使产品产量尽量高一些，同时能量消耗尽可能低一些。
提馏段温控的主要特点与使用场合：
第三节 精馏塔的自动控制
2.精馏塔的精馏段温控
第三节 精馏塔的自动控制
以精馏段温度作为衡量产品质量的间接指标，而以改变回流量作为控制手段的方案，就称为精馏段温控。 图10-43 精馏段温控的控制方案示意图
采用了精馏段温度作为间接质量指标，因此它能较直接地反映精馏段的产品情况。当塔顶产品纯度要求比塔底严格时，一般宜采用精馏段温控方案。
为了保证塔的平稳操作，必须把进塔之前的主要可控干扰尽可能预先克服，同时尽可能缓和一些不可控的主要干扰。
为了维持塔的物料平衡，必须控制塔顶馏出液和釜底采出量，使其之和等于进料量，而且两个采出量变化要缓慢，以保证塔的平稳操作。
塔内的持液量应保持在规定的范围内。控制塔内压力稳定，对塔的平稳操作是十分必要的。
第三节 精馏塔的自动控制
一、工艺要求
1.保证质量指标
对于一个正常操作的精馏塔，一般应当使塔顶或塔底产品中的一个产品达到规定的纯度要求，另一个产品的成分亦应保持在规定的范围内。为此，应当取塔顶或塔底的产品质量作被控变量，这样的控制系统称为质量控制系统。 质量控制系统需要能测出产品成分的分析仪表。
第三节 精馏塔的自动控制
图10-44 ΔT-x曲线
温差与产品纯度之间并非单值关系。
精馏塔压力自控流程讲解
精馏塔压力自控流程讲解下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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浅析精馏塔自动控制系统设计与应用
2018年09月气，这两者都是腐蚀性介质，他们贯穿系统的整个部分。
所以设备的腐蚀问题一直是装置平稳运行的最大阻力。
反应器床层积炭、积硫，会造成超温、压降增大，降低硫转化率。
加氢反应器入口温度过低会影响到反应器催化剂的活性，导致尾气SO 2排放不达标。
因此设备也是排放达标与否的关键因素。
3针对降低SO 2排放制约因素的改进方法3.1优化原料由于上游酸性水汽提装置产生的酸性气含有较多的氨，所以就需要对酸性水汽提装置的操作进行优化、稳定操作，同时需要在溶剂再生装置内增加富胺液闪蒸罐以便可以提高富胺液的停留时间同时可以提高脱油工作的实际操作。
相关工作人员在进行上游当中的加氢设备操作非计划停工时要注意含氨的酸性气量要低于清洁酸性气量，同时还需要在保证净化后的水在合格的情况下降低酸性气中的氨含量，以便可以有效的降低制硫过程中氨所发生的副反应。
由此一来，通过这类方法就可以将硫磺回收装置中的SO 2的排放浓度稳定在100mg/立方米左右[3]。
3.2改进工艺由于制硫工艺会受制在整体工艺操作弹性之内，所以为了可以消除这种限制就需要对工艺方式进行改进，以便可以降低SO 2的排放，从而提高硫磺回收装置在实际应用中的有效性。
对酸性气流量进行控制与稳定的过程中调整配风比的操作，将H 2S/SO 2之间的比值控制并稳定在2:1前后。
与此同时还可以增加贫胺液再生系统的循环量，以便可以减少由上游装置不稳定而产生的贫胺液对H 2S 吸收效果不佳的事情发生。
除此之外，还可以将液硫脱气废气的传统焚烧方式改为制硫焚烧方式，由于酸性气中含有的烃成分与氢气较多，所以焚烧过程中的温度就需要控制在1250℃左右，在实际焚烧的过程中，水蒸气会对焚烧炉内的温度造成一定的影响，所以采用制硫焚烧的方式可以有效的降低SO 2的质量浓度。
3.3更换设备制硫焚烧炉的内部结构在实际应用的过程中可以有效的解决炉径大以及内异径位置脱落的现象。
传统的刚玉质浇注料材质，由于其抗热振性能较差，较易出现剥落、脱落等情况。
精馏塔控制
V SθF,F ,Z F B ,X B L R D ,X D 图1 精馏塔的物料流程图精馏塔控制及设计摘要：精馏操作是化工生产过程中一个十分重要的环节，精馏的实质，就是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，而汽相中的重组分转移到液相中，从而实现分离的目的。
关键词 自动化控制 物料平衡和能量平衡 温度控制一、精馏塔介绍一般精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐以及再沸器等设备组成，如图（1）精馏塔的物料流程图中所示。
精馏塔的控制直接影响到工厂的产品质量、产量和能量的消耗.。
随着化工的迅速发展，精馏操作应用越来越广泛。
由于所分离的物料组分不断增多，对分离产品的纯度要求亦不断提高，这就对精馏的控制提出了更高的要求。
此外，对于精密精馏，由于所分离产品的纯度要求很高，若没有相应的自动控制与其配合，就难于达到预期的效果。
因此，精馏塔的自动控制极为重要，亦很受到人们的注意。
二、精馏塔的控制要求精馏塔的控制目标是，在保证产品质量合格的前提下，回收率最高和能耗最低，或使塔的总收益最大，或总成本最小，一般来讲应满足如下三方面要求。
（1）质量指标 塔顶和塔底产品之一应保证合乎规定的纯度，另一产品的成分亦应维持在规定范围；或者塔顶和塔底的产品均应保证一定的纯度。
就二元组分精馏塔来说，质量指标的要求就是 使塔顶产品中的轻组分含量和塔底产品中重组分的含量符合规定的要求。
而在多元组分精馏塔中，通常仅对产品质量影响较大的关键组分可以控制。
（2）物料平衡和能量平衡塔顶馏出液和塔底釜液的平均采出量之和应该等于平均进料量，而且这两个采出量的变动应该比较和缓，以利于上下工序的平稳操作，塔内及顶、底容器的蓄液量应介于规定的上下限之间。
精馏塔的输入、输出能量应平衡，使塔内操作压力维持稳定。
（3）约束条件为保证精馏塔的正常、安全操作，必须使某些操作参数在约束条件之内，常用的精馏塔限制条件为液泛限、漏液限、压力限及临界温差限等。
(工业过程控制)16.精馏塔控制
03
原料的筛选与清洗
去除原料中的杂质和污染 物，确保原料的质量和纯 度。
原料的破碎与混合
将大块原料破碎成小块， 并与其他原料进行均匀混 合，以提高后续处理的效 率。
原料的干燥与除湿
去除原料中的水分或其他 挥发性组分，以满足精馏 塔处理的要求。
精馏塔的操作流程
原料的加热与汽化
01
将原料加热至汽化状态，以便在精馏塔中进行分离。
精馏塔控制
目录
• 精馏塔控制概述 • 精馏塔的工艺流程 • 精馏塔的控制策略 • 精馏塔的优化与改进 • 精馏塔的未来发展与展望
01
精馏塔控制概述
精馏塔的工作原理
精馏塔是一种用于分离液体混合 物的工业设备，其工作原理基于 物质间沸点的不同来实现分离。
原料液进入精馏塔后，在塔内加 热至沸腾，不同沸点的组分在蒸 汽和液体的相变过程中得以分离。
详细描述
为了减小压力波动，可以采用多级控 制、前馈控制和反馈控制等策略，以 及使用先进的控制算法如PID控制器 和神经网络控制器等。
液位控制
液位是精馏塔操作的另一个重要参数，液位的变化会 影响到产品的质量和产量。
输入 标题
详细描述
通过调节精馏塔的进料流量和塔顶、塔底的排放量， 可以控制精馏塔的液位，使其保持在适宜的范围内。
精馏塔控制的挑战
精馏塔是一个多变量、强耦合、 非线性的复杂系统，控制难度
较大。
操作条件如进料流量、温度、 压力等的变化以及物料的特 性差异都可能影响精馏效果。
此外，精馏塔的动态特性和外 部干扰因素也可能对控制效果 产生影响，如蒸汽压力波动、
进料组成变化等。
02
精馏塔的工艺流程
原料的预处理
01
精馏塔的自动控制 ppt课件
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第三节 精馏塔的自动控制
二、精馏塔的干扰因素
化学工业出版社
图10-41 精馏塔的物 料流程图
1.进料流量F的波动（＊） 2.进料成分ZF的变化（＊） 3.进料温度TF的变化 4.再沸器加热剂（如蒸汽）加入热量 的变化
5.冷却剂在冷凝器内除去热量的变化
6.环境温度的变化
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第三节 精馏塔的自动控制
精馏塔的自动控制
第三节 精馏塔的自动控制
一、工艺要求
化学工业出版社
1.保证质量指标
对于一个正常操作的精馏塔，一般应当使塔顶或 塔底产品中的一个产品达到规定的纯度要求，另一个 产品的成分亦应保持在规定的范围内。为此，应当取 塔顶或塔底的产品质量作被控变量，这样的控制系统 称为质量控制系统。
质量控制系统需要能测出产品成分的分析仪表。
（2）当干扰首先进入提馏段时（液相进料）， 用提馏段温控就比较及时，动态过程也比较快。
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第三节 精馏塔的自动控制
化学工业出版社
2.精馏塔的精馏段温控
以精馏段温度作为衡量产品质量的间接指标，而以改变 回流量作为控制手段的方案，就称为精馏段温控。
图10-43 精馏段温控的控制方案示意图
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第三节 精馏塔的自动控制
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化学工业出版社
三、精馏塔的控制方案
1.精馏塔的提馏段温控
以提馏段温度作为衡量产品质量的间接指标，而以改变再 沸器加热量作为控制手段的方案，就称为提馏段温控。
图10-42 提馏段温控的控制方案示意图
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第三节 精馏塔的自动控制
化学工业出版社
提馏段温控的主要特点与使用场合：
（1）采用了提馏段温度作为间接质量指标，因 此它能较直接地反映提馏段产品情况。将提馏段 温度恒定后，就能较好地保证塔底产品的质量达 到规定值。
精馏塔操作及自动控制系统的改进
中国氯碱China Chlor-Alkali第1期2019年1月No.1Jan.熏2019精馏塔操作及自动控制系统的改进丁铁福,徐宏(浙江衢化氟化学有限公司,浙江衢州324004)摘要:介绍了蒸汽压力波动对精馏塔操作的不利影响,阐述了各种波动针对性的实际操作方法,并对蒸汽进料量进行了自动控制系统及操作方法改进,使精馏塔操作更简单合理。
关键词:精馏塔;操作;蒸汽压力;灵敏板;温度;串接;自动中图分类号:TQ051.8+1文献标识码:B文章编号:1009-1785(2019)01-0031-02Improvement of distillation tower operation and automatic controlsystemDING Tie-fu ,XU Hong(Zhejiang Quhua Fluor-Chemistry Co.,Ltd.,Quzhou 324004,China )Abstract ：This paper introduces the adverse effect of steam pressure fluctuation on distillation toweroperation ，and expounds various practical operation methods of fluctuation.The automatic control system and operation method of steam feed are improved.The operation of distillation tower become more and more simple and reasonable.Key words ：distillation column ；operation ；steam pressure ；sensitive plate ；temperature ；serialconnection ；automatic在含氯产品生产过程中，各种产品需要通过精馏操作进行分离，但由于公用系统不稳定的原因，含氯产品生产装置经常受外界蒸汽压力、流量、温度等因素波动的影响，为了确保装置稳定高负荷运行，避免产品质量不稳定，降低能耗及物料损耗，对精馏塔运行的各种参数在蒸汽波动时进行了分析与对比，并结合实际提出了控制系统改进方案，使精馏塔的操作不断完善，操作更为简便、稳定。
精馏塔的自动控制
各组分挥发度的不同，将各组分进行分离以提取达到规定纯度要求的产品。
精馏过程是一个非常复杂的过程，其关键设备是精馏塔，。在精馏操作中，
被控变量多，可以选用的操作变量也多，它们之间又可以有多种不同组合。所以，
控制方案繁多。
一、工艺要求和约束条件
开的方法减少相关；或者采用解耦控制。需指出的是，此时不仅要考虑到系统的 静态特性，也需要考虑其动态影响。
（5）考虑整个工艺生产过程的平稳操作 由于精馏塔往往是生产过程中的一个环节，因此不仅前一工序的操作情况要 影响精馏塔的操作，而且它的产品产量和成分变化也要影响到后一工序的操作。 于是在设置精馏塔的控制方案时，必须协调前后工序的关系。在某些考虑前后工 序关系的整个生产过程的控制中可以采用逆流向物料平衡控制方案。这种控制方 案中，前一工序的调节是根据后一工序的需要而定的。例如在精馏塔中，可根据 后一工序对顶部产品量的需要改变产品馏出液量，而馏出液量的变化会引起回流 罐的液位变化，可通过液位调节改变塔的进料量来实现。这种逆流向方案，可使 整个生产过程稳定并可减少回流罐等中间容器的容积。 （6）塔压调节与浮动压力操作 在精馏塔的自动控制中，保持塔压恒定是稳定操作的条件。这主要是由两方 面的因素决定的，一是压力的变化将引起塔内气相流量和塔顶上汽液平衡条件的 变化，导致塔内物料平衡的变化。二是由于混合组分的沸点和压力间存在一定的 关系，而塔板的温度间接反映了物料的成分。因此，压力恒定是保证物料平衡和 产品质量的先决条件。在精馏塔的控制中，往往都设有压力调节系统，来保持塔 内压力的恒定。 而在采用成分分析用于产品质量控制的精馏塔控制方案中，则可以在可变压 力操作下用温度调节或对压力变化补偿的方法实现质量控制。其做法是让塔压浮 动于冷凝器的约束，而使冷凝器始终接近于满负荷操作。这样，当塔的处理量下 降而使热负荷降低或冷凝器冷却介质温度下降时，塔压将维持在比设计要求低的 数值。压力的降低可以使塔内被分离组分间的挥发度增加，这样使单位处理量所 需的再沸器加热量下降，节省能量，提高经济效益。同时塔压的下降使同一组分 的平衡温度下降，再沸器两侧的传热温度增加，提高了再沸器的加热能力，减轻 再沸器的结垢。浮动压力操作可以显著提高精馏生产的经济效益。但是由于塔压 的波动会产生精馏塔的不平稳扰动。因此在实际生产中，采用不多。 （7）根据热力学观点等选取节约能量的方案
自动控制精馏说明书
自动控制精馏实验装置使用说明书一、装置与流程1、简介：本装置主要包括三个部分：精馏设备、控制柜、软件系统。
下面分别加以说明。
A、精馏设备主要由精馏塔体、精密精馏塔头、多组分接输器、电加热套、不锈钢框架组成。
塔体固定在不锈钢框架上，全部由玻璃制成，塔外壁采用新保温技术制成透明导电膜，精馏时通电加热保温以抵消热损失。
在塔的外部还罩有玻璃套管，既能绝热又能观察到塔内气液流动情况。
（1）Ф25×1000mm透明导电膜保温控温精馏柱，柱中间位置有测温铂电阻Pt100；（2）填料: Ф3 不锈钢填料；（3）保温套管直径 : 60～80mm；（4）保温加热功率:300w；套管上端有加热线、测温线接口；（5）釜容积：1000ml；（6）精密精馏头：为一蛇管式换热器，换热面积为0.06m2。
（7）回流分配装置由回流分配器与控制器(回流比表和电磁铁)组成。
回流分配器由玻璃制成，两个出口管分别用于回流和采出，引流棒为一根φ4mm的玻璃棒(或带磁铁三角漏斗)，内部装有铁芯，可在控制器的作用下实现引流。
此回流分配器既可通过控制器实现手动控制回流比（回流与采出的时间），也可通过计算机实现自动控制。
（8）多组分接输器。
在减压精馏过程中，使用多组分接输器，可以使整个体系真空稳定，特别是取瞬时样和更换馏分时。
其使用方法如下：（1）接收馏分时，三通和旋塞的状态如图3-1，精馏系统可以从b-a，b-c抽气；（2）取瞬时样和更换馏分时，三通阀在图3-1基础上逆时针旋转90度，精馏系统通过a-c 抽气，旋塞旋转180度，接受器可以从排空管泄气，使内外压力平衡以便更换接受器或者取样分析。
（3）更换新的接受器时，需在接受器磨口涂抹硅脂，连接上接输器后，旋转一圈使磨口接触紧密；旋塞旋转90度，关闭排空，三通再逆时针旋转90度，使精馏系统处于密闭状态，接受器通过c-b抽真空，压力稳定后，使三通和旋塞回复图3-1状态（注意旋塞旋转方向，勿使接受器排空），继续接收馏分。
-精馏塔操作常见问题
-精馏塔操作常见问题1.精馏塔操作及自动控制系统的改进问：蒸汽压力突然变化时，将直接影响塔釜难挥发组分的蒸发量，使当时塔内热量存在不平衡，导致气-液不平衡，为此如何将塔釜热量根据蒸汽进料量自动调节达到相对稳定，从而保证塔内热量平衡是问题的关键。
在生产过程中，各精馏塔设备已确定，塔釜蒸发量与气体流速成正比关系，而流速与塔压差也成正比关系，所以控制好塔顶、塔釜压力就能保证一定的蒸发量，而在操作中，塔顶压力可通过塔顶压力调节系统进行稳定调节或大部分为常压塔，为此，稳定塔釜压力就特别重要。
于是在蒸汽进料量不变情况下，我们对蒸汽压力变化情况与塔釜压力的变化进行对比，发现两者成正比关系，而且滞后时间极小。
于是将蒸汽进料量与塔釜压力进行串级操作，将塔釜压力信号传递给蒸汽流量调节阀，蒸汽流量调节阀根据塔釜压力进行自动调节，通过蒸汽进料量自动增大或减少，确保塔釜压力稳定，从而保证了精馏操作不受外界蒸汽波动的影响。
我们在讨论精馏塔的控制方式，主要分析的是工艺系统对塔的影响，公用工程几乎不对内部有制约。
实际上也是如此。
举例分析：蒸汽系统的压力突然变化的系数要远远小于一个精馏塔内部压力变化的系数，也就是说蒸汽系统的压力对比塔压是更趋于稳定；基于这个原因塔压的控制才可以串级控制再沸器的进入蒸汽流量。
如果发现蒸汽系统的压力发生了变化，塔压基本没法和加热蒸汽流量串控了。
第二塔的压差基本只是一个参考数据，一般不对塔压差进行控制。
尽管塔压差过高我们要采取一定的措施。
DCS/SCS/APC等技术伴随着大容量的工业电脑的应用，投入成本逐渐下降，精馏塔的高级智能控制也成为可能，比如APC/SCS等技术，精馏产品纯度也得到保证。
可是这些系统其实很脆弱，由于影响这些先进控制的外来因素的影响，DCS 操作工随时都可能摘除这些控制，回到DCS的水平，进行人工干预。
问：个人认为首先蒸汽压力的波动可以直接影响釜温和塔釜压力的不稳定,同时造成塔内压差的波动,在锅炉补水或蒸汽温度变化的情况下如果不即时去调节蒸汽量来稳定塔内压差的话,很有可能造成反混和塔釜轻组分超标现象.这个和采用双温差控制的方式相仿,而且在现场操作的时候,如果蒸汽压力升高或降低,如果阀门保持同样的开度的话,蒸汽的流量会多少有加大和减少的情况,我认为公用系统的稳定是精馏系统温度的先决条件,楼上你认为如何?你“说”的没有任何错误。
精馏自动化控制
（2）塔底产品浓度（残液浓度）；
影响因素：进料流量、浓度与温度，釜温，釜加热量
（3）塔的操作压力；
影响因素：釜加热量，回流比，塔顶冷却水量
（4）贮罐（回流罐及产品罐液位）； （5）塔釜液位。
1）进料流量F的波动 2）进料组分xF变化和热状态 回流 冷却剂
3）蒸汽加入热量的变化
q回
4）回流量 5）塔顶冷却水流量 F xF TF QF 精 馏 塔
塔顶产品
蒸汽
q蒸
四、初步确定精馏过程自动化控制方案 3. 精馏塔的控制变量
（1）塔顶产品浓度（馏出液浓度）；
影响因素：进料流量、浓度与温度，顶温，回流比，顶压
再沸器 残液
3）精馏原理：多次部分汽化的同时多次部分冷凝
2）进料热状况的影响及其确定
# 五种不同的进料热状况：
# 进料状况对精馏操作的影响：设备上；操作上。 # 常用的进料状况：饱和液体及接近于饱和液体的冷液。
3）回流比的影响及其确定
概念：
影响： 确定方法：
2. 精馏操作的辅助设备与操作流程
四、初步确定精馏过程自动化控制方案 2. 精馏塔操作的干扰因素
水蒸汽蒸馏 特殊蒸馏 恒沸蒸馏
萃取蒸馏
3.蒸馏方式选用 物料性质：相对挥发度（沸点差，饱和蒸汽压差异， 挥发性差异） 分离要求：
高和化工集团苯乙烯生产过程的苯和甲苯混合物
中的分离。物料中苯含量为45%（质量百分率，下 同）。 分离要求：塔顶苯含量不小于95%，塔釜产品中含 苯含量不高于5%。
结论：
三 质量传递模块
单元 七 蒸馏单元操作与设备
一、确定蒸馏方法 1. 蒸馏操作的基本概念
1）蒸馏操作的处理对象及目的 2）蒸馏操作原理
精馏回流如何控制
精馏回流如何控制塔顶回流控制分两种情况：一是手动控制（强制回流），一是自动控制。
自动控制时：回流量受塔顶采出量的影响。
当进料量不变时，要控制好塔顶采出量。
若塔顶采出量增大，回流比减小，气液接触不好，塔顶产品的质量不合格。
如果进料量加大，要计算出塔顶采出增加量，采出过小，回流量增加，回流量增大，塔内物料增多，上升蒸汽速度增大，塔顶与塔釜的压差增大，严重时会引起液泛；采出过大，回流量减小，气液接触不好，塔顶产品的质量不合格。
手动控制时在精馏塔正常操作时，只要塔顶产品质量没有大的变化，塔的回流量变化很小，甚至可以保持不变。
在实际操作中，回流量基本不受进料量的影响。
要保持回流罐液位，不能出现满罐或抽空现象。
一、开车前应该做什么准备？开车前检查精馏塔，尽早发现缺陷和差错,尽早进行修复,所花费的时间最短,其费用也能减到最小,所以应提倡边安装边检查。
开车前应该做的准备：1.检查水、电、气（空气、氮气）、汽（水蒸气）是否符合工艺的要求；2.传动设备是否备二待用；3.设备、仪表、安全设施是否齐全好用；4.所有的阀门要处于关闭状体；5.个水冷凝（冷却）器要通入少量的水预冷，加热釜要通少量的蒸汽预热；6.设备内的氧含量应符合投料的要求；7.做好前后工段（或岗位）的联系工作，特别要联系好原料的来源供应及产品的贮存、输送，通知分析室准备取样分析。
二、精馏塔开车有哪些步骤？开车是生产中十分重要的环节,它是建设一套装置花费的人力、物力和财力即将形成为生产力的转折点。
开车的目标是缩短开车时间,节省开车费用,避免可能发生的事故,尽快取得合格产品。
精馏塔开车一般步骤：1.制定出合理的开车步骤，时间表和必须的预防措施；准备好必要的原材料和水电汽供应；配备好人员编制，并完成相应的培训工作等。
2.此时，塔的结构必须符合设计要求，塔中整洁，无固体杂物，无堵塞，并清除了一切不应存在的物质，例如塔中含氧量和水分含量必须符合规定；机泵和仪表调试正常；安全措施已调整好。
浅谈精馏塔的控制方案
浅谈精馏塔的控制方案摘要：精馏过程是一个多变量的传质过程，对于不同工况，不同要求的精馏塔，其控制方案也是有差别的，因此，针对不同的工艺要求，根据工艺过程的特点，选择不同的控制方案，对于精馏塔的稳定操作以及产品质量的控制起着至关重要的作用。
关键字：精馏塔加压精馏减压精馏自动控制一、概述精馏过程是一个传质过程，在石油化工装置中的应用非常广泛，主要是利用混合液中各组分的相对挥发度的不同，即在同一温度下各组分的蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到气相中，而使气相中的重组分转移到液相中去，从而达到组分分离的目的。
精馏多用于产品或半产品的分离，使之达到规定的纯度。
从工艺角度来讲，同是精馏塔，实际上是千差万别的，虽然都是传质过程，但对于分离物质物性、要求相差很多，因为精馏的操作压力与温度是由为建立适当的气液两相共存的条件所决定的，根据不通的混合物和特性，精馏过程一般可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏（真空精馏）三类。
（1）常压精馏常压下，沸点在室温以上到150℃左右的混合物通常在常压下进行精馏，这样，无论在选择再沸器热剂（如水蒸气），还是在选择冷凝器冷剂（如水或空气）时，都是非常方便可行。
（2）加压精馏对于常压下沸点在室温以下的混合物，为了提高其沸点，同时使其能够使用室温的冷却剂，降低能耗，常采用加压精馏。
例如乙烯乙烷混合物分离。
（3）减压精馏（真空精馏）在常压下沸点较高，或者在较高温度下易发生分离、聚合等反映的热敏性物质的混合物，为了降低其沸点，尝尝采用减压操作，例如乙苯与苯乙烯的混合物的分离。
正是因为不同的精馏塔，工艺对控制要求也不尽相同，同时精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程，其内在机理复杂，动态相应迟缓，变量之间相互关联，所以精馏塔的控制对于整个装置稳定操作、安全运行以及产品质量都起着至关重要的作用。
同时，精馏过程中存在着气液两相之间的相变过程，需要加热和冷却，能耗较大，随着现在人们对节能意识的提高，精馏塔的节能控制也是十分重要的。
精馏塔自动控制系统设计
内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验）任务书摘要精馏塔是石油化工、医药等领域常见的生产过程装备,是较为典型的单元生产过程,精馏塔的过程变量多,各变量之间关系复杂,本文通过对精馏塔工艺、生产过程中主要的扰动变量进行分析,引出提馏段温度控制方案、精馏段温度控制方案,为工程技术人员设计精馏塔过程控制系统提供参考蒸气由塔底进入。
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。
精馏的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝,利用其中各组份挥发度不同的特性，实现分离目的的单元操作。
蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
精馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α）的特性，实现分离目的的单元操作。
蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
本节以两组分的混合物系为研究对象，在分析简单蒸馏的基础上，通过比较和引申，讲解精馏的操作原理及其实现的方法，从而理解和掌握精馏与简单蒸馏的区别（包括：原理、操作、结果等方面）。
近年来出现的超重力精馏技术，使巨大的塔设备变为高度不到2米的超重力精馏机，达到增加效率、缩小体积的目的。
关键词：精馏原理，精馏塔，工艺，过程控制目录第一章精馏塔概述 (5)1.1精馏塔控制的研究背景及意义 (5)1.2精馏塔控制系统的目的 (5)第二章生产工艺 (8)2.1工艺流程的说明 (8)2.2精馏塔的控制要求及主要干扰 (11)2.3精馏塔的装置的工艺流程 (14)第三章自动装置的确定 (15)3.1PLC、DCS、FCS的发展 (15)3.2PLC、DCS、FCS的特点 (16)3.3PLC、DCS、FCS的差异 (17)第四章精馏塔控制方案设计 (20)4.1控制方案和回路的设计 (20)4.2精馏塔控制要求 (24)4.3精馏塔工艺因数影响及系统维护 (25)第五章检测仪表、执行机构和辅助仪表的选型 (27)5.1如何选择检测仪表和调节阀 (27)5.2变送器和流量仪表的选型 (27)5.3物位测量仪表的选择 (30)附录 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第一章精馏塔概述1.1 精馏塔控制的研究背景及意义精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。
自动控制精馏说明书
自动控制精馏说明书自动控制精馏实验装置使用说明书一、装置与流程1、简介：本装置主要包括三个部分：精馏设备、控制柜、软件系统。
下面分别加以说明。
A、精馏设备主要由精馏塔体、精密精馏塔头、多组分接输器、电加热套、不锈钢框架组成。
塔体固定在不锈钢框架上，全部由玻璃制成，塔外壁采用新保温技术制成透明导电膜，精馏时通电加热保温以抵消热损失。
在塔的外部还罩有玻璃套管，既能绝热又能观察到塔内气液流动情况。
（1）Ф25×1000mm透明导电膜保温控温精馏柱，柱中间位置有测温铂电阻Pt100；（2）填料: Ф3 不锈钢填料；（3）保温套管直径 : 60～80mm；（4）保温加热功率:300w；套管上端有加热线、测温线接口；（5）釜容积：1000ml；（6）精密精馏头：为一蛇管式换热器，换热面积为0.06m2。
（7）回流分配装置由回流分配器与控制器(回流比表和电磁铁)组成。
回流分配器由玻璃制成，两个出口管分别用于回流和采出，引流棒为一根φ4mm的玻璃棒(或带磁铁三角漏斗)，内部装有铁芯，可在控制器的作用下实现引流。
此回流分配器既可通过控制器实现手动控制回流比（回流与采出的时间），也可通过计算机实现自动控制。
（8）多组分接输器。
在减压精馏过程中，使用多组分接输器，可以使整个体系真空稳定，特别是取瞬时样和更换馏分时。
其使用方法如下：（1）接收馏分时，三通和旋塞的状态如图3-1，精馏系统可以从b-a，b-c抽气；（2）取瞬时样和更换馏分时，三通阀在图3-1基础上逆时针旋转90度，精馏系统通过a-c 抽气，旋塞旋转180度，接受器可以从排空管泄气，使内外压力平衡以便更换接受器或者取样分析。
（3）更换新的接受器时，需在接受器磨口涂抹硅脂，连接上接输器后，旋转一圈使磨口接触紧密；旋塞旋转90度，关闭排空，三通再逆时针旋转90度，使精馏系统处于密闭状态，接受器通过c-b抽真空，压力稳定后，使三通和旋塞回复图3-1状态（注意旋塞旋转方向，勿使接受器排空），继续接收馏分。
精馏的自动控制方案
3.温差控制及双温差控制
产品纯度需要很高时，组分间相对挥发度差值很
小，组分变化不大，然而微小的压力变化波动会 造成明显的温度变化。就破坏了温度和组分的对 应关系。温度作为被控变量。提馏段温控得不到 很好的效果，应当采用温差控制。 每一温差有两个不同的组分浓度，最高点左侧部 分对应的塔底产品纯度较高，右侧偏高。
产品产量: 产品的回收率提高 能量消耗: 主要包括再沸器的加热两和冷
凝器的冷却量消耗，此外，塔和附属设 备及管线也要散失部分能量。
精馏塔生产约束条件
塔内气体流速过低时，对于某些筛板精馏
塔会产生漏夜现象，会影响塔板效率。塔 内气体流速过高时，易产生泛液，将完全 破坏塔的操作。 每个精馏塔都有一个最大操作压力限制。 超过这个压力，塔的安全就没有保障。
对于再沸器受塔压和再沸器中液相介质最
大汽化率的影响，其两侧温差不能超过临 界温差，否则传热量降低。
冷凝器冷却能力影响最大的是冷却介质的
温度
精馏塔的干扰因素
精馏塔中静态关系的分析 影响精馏塔操作质量指标的因素
阀前压力的变化 环境压力的变化 再沸器加热剂热量的变化 进料温度TF及进料热量QF的变化 进料成分ZF的变化 进料流量F的波动
2.精馏段指标的控制方案
前提条件：塔顶出料的成分要求高于釜底出料时，或者全
部为气相进料时，或塔底提馏段板上的温度不能很好地反 映产品组分变化时，则有采用精馏段控制。精馏段温度也 是衡量质量指标的间接指标，它是以改变回流量作为控制 手段的方案。 精馏段温控 （灵敏板是指塔的操作受扰动或控制作用时，物料组分和 温度变化最大的那块板。） 精馏段塔板温度的被控变量，回流量为操作变量。 对进料量，塔压，塔底采出量，塔顶馏出液的控制方案。
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精馏塔与自动控制
摘要：在化工领域里，精馏塔是一种常见的用来分离提纯相关组分的设备，而计算机技术的应用使得精馏塔的控制实现自动化，促进了工艺的优化。
随着科技的不断进步以及质量体系促使的工艺技术日益严格精细化，传统的操作方式已经变得越来越无法满足现今行业要求的高效率与高质量。
为解决上述缺陷，实现精细有效化的对体系温度的掌控，采用计算机来实现的自动化温度控制系统，经过相应的改装调试后运用到精馏分离的过程中。
一、精馏塔( Rectification Tower)
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。
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。
1. 简介( Introduction )
a、精馏原理(Principle of Rectify)
蒸馏的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝，利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，a）的特性，实现分离目的的单元操作。
蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
b、过程简述（Introduction of procedure）
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。
c、存在问题（Problems existen）
然而，纵观化工工艺过程，整个冷凝体系的温度控制很难实现精细化。
这会造成部分物质以及杂质表现出来的物化性质难以区分。
即需
要体系中不可避免的混入了其他杂质的，无疑整个精馏分离过程
的目的大打折扣。
针对这种情况，实际生产中往往采取提升系统温度的办法来解决，但另一方面温度越高时则一些有用物质会呈现难以完全冷凝回流的状况，进而分离效果的产量下降。
2■解决方法（Solution）
根据精馏原理以及对过程的分析，温度控制的精细程度决定了精馏效果的好坏。
在实际生产的实施过程，可变因子以及影响因子都客观存在。
而且需要操作控制的变量亦多，各种变量的相互组合都可能导致偏离所需要目标的结果，因此精细准确的自动化系统条件控制无论是在工艺效率实现还是整个的质量体系都扮演相当重要的角色。
、自动控制（Automatic Control）
1■概念（Concep）
指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
自动控制是相对人工控制而言的。
2应用(Application)
反馈调节是自动控制的核心，例如温度自动控制就是将温度作为输出量，用来调节加热与散热，从而达到温度恒定的目的。
将自动控制用于精馏塔的温度调节，可以大大提高精馏的效率及质量。
精馏塔顶部的冷凝体系温度由温控制系统监测，体系里安装有灵敏的温度传感器，随着精馏塔顶端组分的变化而改变。
系统设定一定的监测温度线，如果体系温度出现异常超过限制，则自动监测控温系统中会自动调整，重新设置温度以及改变适宜的组分回流比来快速解决如果精馏塔端蒸汽体系的温度超过控制范围，即体系里未凝洁物质比率上升，这时总系统快捷改变温度、并减低回流比。
反之亦然，自动控制系统会调节体系始终保证在恒定适宜的条件下进行精馏过程。
这样，冷凝器控制的操作完全由自动化的程序实现精细准确的监控，避免人工来改变体系温度以及回流比，最终实现产品质量的最优化。
三、精馏塔与自动控制( Rectification Tower and Automatic Control)
1.自动化控制下的气液平衡
精馏工序的操作本质是三个化学平衡的体现，分别为物料、相态以及热平衡，它们紧密牵连。
如蒸汽压力改变时，会很快改变塔底的实际蒸发量，直接导致体系内热非平衡，气液相态亦随之不均衡。
故
生产过程的关键在于热量与蒸汽量的平衡状态。
在其他不变的条件下流速与蒸发量以及精馏塔的塔差成正比，依此可通过改变精馏塔两端的压力实现对蒸发量的控制。
自动系统过程中采取进料量和塔釜压力相串级的方式，塔底压力电子信号会传递至流量调节阀系统，调节阀会自动化调整流量。
进料量的实时最适变化可以达到塔釜压力的相对稳定，避免了整个过程的最终分离效果受到的进料量波动影响。
2. 精馏塔的温度控制
（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，以便保持工作的规定值。
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。
3. 应用实例
PVC 工业化的生产过程中精馏工序是通过高低沸塔来实现的，其中最关键的技术在于精馏塔顶部冷凝器体系温度的精细化控制，这也是
整个PVC 工业化生产的瓶颈部分。
随着技术的发展，将自动化控制系统装配于PVC 精馏工序的冷凝工段，以实际数据来看比之常规手段有明显优势。
a、VC 低沸塔体系
VC 低沸体系是用来分离沸点低于VC 的乙炔等组分。
实际情况中往往因为两者在一些性质方面表现的较相同，且液相的乙炔组分能够与氯乙烯液相体系相混溶，这样实际的低沸分析目的不能高效实现。
根据实际情况，采取在冷凝器系统装配上计算机自动化控制系统。
它能够实现对精馏塔顶端物系温度的实时监测，且根据实际情况实现自动调整，达到精确控制冷凝体系温度的目的，避免过高或者过低等异常情况。
自动化控温后进而可实现精馏塔顶端回流比和回流量的最
优化
b、VC 高沸塔体系
低沸塔的馏分VC 液再通过高沸塔体系的精馏过程分离出高沸点物，高纯度气相态的VC 从精馏塔顶通过经冷凝系统，转换为成品馏出。
实际生产过程中，传统的冷凝系统控制时常达不到温度的精细化控制，最终影响到产品的质量。
而一旦也在高沸塔冷凝系统装配计算机自
动温度系统，计算机实时监测塔顶及冷凝体系温度，自动的控制回流量和回流比数值，实现整个过程的操作效率最大化。
四、新趋势
超重力精馏塔
近年来出现的超重力精馏技术，利用高速旋转产生的数百至千倍重力的超重力场代替常规的重力场，极大地强化气液传质过程，将传质单元高度降低 1 个数量级。
从而使巨大的塔设备变为高度不到 2 米的超重力精馏机，达到增加效率、缩小体积的目的。
超重力精馏改变了传统的塔设备精馏模式，只要在室内厂房里就可以实现连续精馏过程。
对社会的发展而言可节省钢材资源，延长地球资源的使用年限；
对企业的发展而言，可以节约场地与空间资源，减少污染排放，提高产品质量，改善经营管理模式，降低生产劳动强度，增加生产的安全性。
超重力精馏塔与自动控制结合，可以在重力场与温度两个方面同
时提高精馏塔的精馏效率，大大促进产业发展。
五、结语
在化工生产的精馏工艺中，自动化系统的导入，一方面实现了操作的简单，快捷化，节省的人力成本；另一方计算机的分析以及传感的灵敏性保证系统对于体系参数的实时精确控制，做到实时控制，快速自动调整，亦是工艺的最优化体现，是实现产品经济最大化的保证。