精馏塔的基本控制方案解析教案资料

中含不凝性气体量的多少有关。
(1) 液相采出，馏出物中含有大量不凝物
PT PC
101 101 PC
PT
101
101
LR
D
适合气体流经冷凝器的阻力变 化大，回流罐的压力可间接代表塔 顶压力。
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LR
D
干扰使冷凝器的阻力变化时， 回流罐压力不能代表塔顶压力。
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(2) 液相采出，馏出物中含有少量不凝物(<塔顶气相总流量2%)
精馏塔的基本控制方案解析
2、固定馏出液流量D和再沸器加热蒸汽量VS
适用于回流比LR/D较大的场合，控
FC
制D要比控制VS更有利，保证D比较平稳。
103
LR
LT 102
3、固定塔底采出量B和回流量LR 塔底液位由加热蒸汽H控制
FT 103
F
分
LC 102
馏
D
FC 103
FT 103
F
LT
101
LC 101
方案：按精馏段指标控制塔顶馏出液D，保持Vs不变。 优点：物料平衡与能量平衡关联小，内回流稳定 缺点：控制回路滞后较大——D的改变间接通过液位控制回路来
实现对温度的控制。回流罐容积较大时，反应更慢，
FC 103 FT 103
F
FC
102 Vs
FT 102
LR
分
TT 101
馏
塔
LT 102
H
LC 102
Vs
LR
分
FT
101
馏
FC 101
塔
LT 102
FC 102
Vs
塔
FT
102
LT 101
FT 101 FC 101
LC
LC 102
H
101
B
D优点：控制方案简单方便 缺点：完全按物料和能量平衡关系
进行控制，在存在干扰，特别是
H
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FT FC 103 103
B
进料成分ZF的变化时，很难保证
1、间接物料平衡控制 以提馏段的塔板温度来控制加热蒸汽流量
FC 102 FT 102
F
TT 101 TC 101
H
LR
分
FT
馏
101 FC
101
塔
Vs
LT 101
LC 101
LT 102 LC 102
D
B
FC 103 FT 103
F
TT 101 TC 101
H
LC LT 102 102
LR
分
FT
馏
101
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FC 103 FT 103
F
FC
101 Vs
FT 101
LR
分
TT 101
馏 TC 101
塔
LT 101
LT 102 LC 102
D
H
LC 101
B
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常压塔工艺流程及控制方案简图(中段回流未画出)
TC
FC
101
101
TT
FT
101
101
LR
FC
103 分
FT 103
馏
F
塔
FC
102 Vs
塔
K
Vs
LT 101
D
FT 102
FC 102
LC 101
B
回流定值控制，方案简单，
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对负荷的适应能力较差。
回流比定值控制，对负荷的适
应性较强。
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2、直接物料平衡控制 按提馏段温度控制塔底产品采出B，同时保持回流量LR恒定 塔顶产品馏出量D由回流罐的液位控制
加热蒸汽量的大小由塔底液位控制
101 101
LR
D
LR
D
LR
D
图1 按压力改变冷剂流量
图2 按压力改变传热面积
图3 采用热旁路
特点：图1有利于节约冷却剂；图2反应迟钝；图3反应灵敏，应用较广泛
优点：物料平衡与能量平衡之间关联最小，当B少时，较平稳；当B不 符合质量要求时，会自行暂停出料。
缺点：滞后较大，液位控制回路存在反向特性
实用场合：B少，且B<20%VS的塔
FC 102 FT 102
F
LT 101 LC 101
LR
分
FT
馏
101 FC
101
塔 TT
Vs 101
LT 102 LC 102
产品纯度。
2
5.3.2 按精馏段指标控制
当：(1) 对塔顶馏出液的纯度要求比塔底产品较高 (2) 全部为汽相进料 (3) 塔底、提馏段塔板上的温度不能很好反映产品成分变化
按精馏段指标控制 受控变量：精馏段某点成分或温度 操纵变量：塔顶回流量LR、馏出液流量D、
再沸器加热蒸汽量VS 优点：保证塔顶产品成分；
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LT LC 101 101
D
TC 101
使用场合：溜出液D很小，或回流比 较大，回流罐容积适当
B
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5.3.3按提馏段指标的控制方案
当(1) 对塔底馏出液的成分要求较高 (2) 进料全部为液相(因为进料先影响馏出液) (3) 塔顶或精馏段塔板温度不能很好反映成分的变化 ⑷ 实际操作回流比较最小回流比大好多倍。
FT
102
H
LC LT 103 103
LC LT 104 104
LC LT 105 105
LT 101 LC 101
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LT 102 LC 102
常一线
FT FC 104 104
常二线
FT FC 105 105
常三线
FT FC 106 106
常四线
B 方案特点：塔顶温度控制回流
5Baidu Nhomakorabea
2、直接物料平衡控制
扰动不大时，塔底产品成分波动较小。
采用这种控制方案时，在LR、D、VS和B四者中选择一种作为控制产 品质量的手段，选择另一种保持流量恒定，其余两者则按回流罐和再沸 器的物料平衡，由液位控制器加以控制。
常用的控制方案有两类：
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1、间接物料平衡控制 按精馏段指标来控制回流量——最常用 由于回流量LR变化后再影响到馏出液D——间接物料平衡控制 保持加热蒸汽的流量恒定 优点：控制作用滞后小，反应迅速；有利于克服进入精馏段的扰动；
D
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TC
H
101
B
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5.3.4 精馏塔的压力控制系统 操作要求：塔压维持恒定 干扰：进料流量、成分、温度；加热蒸汽量、回流量、回流温度等 压力变 气液平衡条件变 塔的正常操作被破坏，影响产品质量 方法：应用能量平衡控制
1、加压精馏塔的压力控制 控制方案的确定与塔顶馏出物状态（气相还是液相）及馏出物
保证塔顶产品质量。
缺点：环境温度改变时，内回流变化，且物料与能量之间关联较大
适用场合：回流比<0.8，需要减少滞后的塔
炼油厂中的常压塔和减压塔都是只有 精馏段的塔是按精馏段指标控制的例子。 特点是都有侧线产品，并在每一侧线有汽 提装置（吹送蒸汽进行蒸汽蒸馏，把较轻 的组分蒸向上面的塔板）。进料是来自加 热炉的两相汇合物，其温度和流量都预先 控制。常用控制方案是按塔顶温度控制回 流量，并保持各侧线流量恒定。
传热量小于使全部蒸汽冷凝所需热量， PC 蒸汽积聚压力升高；传热量过大，压力会降 101
低。当V1全开塔压还偏高时，打开V2增大传 PT
101
热量使压力下降——分程控制。 (3) 液相采出，馏出物中含有微量不凝物
V2 V1
改变传热量控制塔顶压力
PC 101
LR
D
PT
PT
PC
101
PT PC
101
101