精馏塔的基本控制方案.pptVIP

* * * 精馏塔的基本控制方案 精馏塔是多变量对象，在许多受控变量和操纵变量中，选择一 种白量配对就组成了一种精馏塔控制方案。但要确定一种比较合理 的方案则很棘手。60年代中期Shinskey以灵敏度和Bristol相对增益概 念为基本依据提出解决精馏塔控制中的变量配对问题的新方法，概 括为三条准则： ① 当仅需要控制塔一端的产品质量时，应当选用物料平衡方式来控 制该产品的质量； ② 塔两端产品流量较小者，应作为操纵变量去控制塔的产品质量； ③ 当塔的两端产品均需要按质量控制时，一般对含纯产品较少、杂 质较多的一端的质量控制选用物料平衡控制，而含纯产品较多、杂质 较少的一端的质量控制选用能量平衡控制。 物料平衡控制：选用顶部产品馏出物流量D或底部采出液流量B作为操 纵变量控制产品质量； 能量平衡控制：选用顶部回流或再沸器加热剂量作为操纵变量控制产 品质量。 * * 5.3.1 产品质量的开环控制 目的：使塔顶和塔底的产品满足要求 1、固定回流量LR和再沸器加热蒸汽量VS F B D H 分 馏 塔 Vs LR FC 103 FT 103 FC 102 FT 102 LT 101 LC 101 FC 101 FT 101 LT 102 LC 102 当进料流量F、及状态恒定时,固定 LR和Vs，D和B就确定了。 分别控制LR和VS 为平衡物料蓄存量，设两液位控制 克服进料流量干扰 进料量由上一工序规定时，可以进 料量为主动量，回流量和蒸汽流量的比 值控制 F H LR FT 103 FC 102 FT 102 FC 101 FT 101 K1 K2 VS * * 2、固定馏出液流量D和再沸器加热蒸汽量VS FC 101 FT 101 FC 102 FT 102 F B D H 分 馏 塔 Vs LR LT 102 LC 102 FC 103 FT 103 LT 101 LC 101 适用于回流比LR/D较大的场合，控 制D要比控制VS更有利，保证D比较平稳。 3、固定塔底采出量B和回流量LR F B D H 分 馏 塔 Vs LR FC 103 FT 103 LC 101 LT 101 FT 103 FC 103 FC 101 FT 101 LT 102 LC 102 塔底液位由加热蒸汽H控制 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 进料成分ZF的变化时，很难保证 产品纯度。 * * 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； 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： * * 1、间接物料平衡控制 按精馏段指标来控制回流量——最常用 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； 保证塔顶产品质量。 适用场合：回流比0.8，需要减少滞后的塔 F B D H 分 馏 塔 Vs LR FC 103 FT 103 FC 101 FT 101 LT 101 LC 101 TC 101 TT 101 LT 102 LC 102 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 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。 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 * * 常压塔工艺流程及控制方案简图(中段回流未画出) 方案特点：塔顶温度控制回流 F B 常一线 H 分 馏 塔 Vs LR FC 103 FT 103 FC 102 FT 102 LT 101 LC 101 LT 102 LC 102 TC 101 TT 101 FC 101 FT 101 LC 103 LT 103 LC 104