精餾塔精餾段溫度比值控制方案設(shè)計(jì)說明(已修改)
2025-05-16 18:12 本頁面
【正文】 .. . . ..目錄1. 精餾塔控制系統(tǒng)介紹 1 12. 精餾塔精餾段控制分析 2 2 3 63. 比值控制系統(tǒng) 7比值控制系統(tǒng)簡介 7比值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 74. 精餾塔精餾段溫度比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 9 9，編制有關(guān)儀表信息的設(shè)計(jì)文件 9 105. 分析被控對象特性，選擇控制算法（調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的確定） 11 116. 精餾塔精餾段溫度控制分析 127. 系統(tǒng)仿真與參數(shù)整定 14 控制系統(tǒng)的Simulink仿真框圖 14 PID參數(shù)整定 148. 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 189. 參考文獻(xiàn) 19學(xué)習(xí)好幫手1. 精餾塔控制系統(tǒng)介紹精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔和填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔和間歇精餾塔。蒸汽由塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)組分不斷地向蒸汽中轉(zhuǎn)移，蒸汽中的難會(huì)發(fā)組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸汽越接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度越高，而下降液越接近塔底，其難揮發(fā)組分則越富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸汽進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸汽返回塔中，另一部分液體則作為釜?dú)堃喝〕?。蒸餾的基本原理是將液體混合物部分氣化，利用其中各組分揮發(fā)度不同的特性，實(shí)現(xiàn)分離目的的單元操作。蒸餾按照其操作方式可分為：簡單蒸餾，閃蒸，精餾，特殊精餾等。（1）精餾段的作用加料版以上的塔段為精餾段，其作用是逐板增加上升氣相中的易揮發(fā)組分的濃度。（2）提餾段的作用包括加料版在內(nèi)的以下塔板為提餾段，其作用是逐板提取下降的液相中易揮發(fā)組分。（3）塔板的作用塔板是供氣液兩相進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱的場所。每一塊塔板上氣液兩相進(jìn)行雙向傳質(zhì)，只要有足夠的塔板數(shù)，就可以將混合液分離成兩個(gè)較純凈的組分。（4）再沸器的作用其作用是提供一定流量的上升蒸氣流。（5）冷凝器的作用其作用是提供塔頂液相產(chǎn)品并保證有適當(dāng)?shù)囊合嗷亓??；亓髦饕a(bǔ)充塔板上易揮發(fā)組分的濃度，是精餾連續(xù)定態(tài)進(jìn)行的必要條件。精餾是一種利用回流使混合液得到高純度分離的蒸餾方法。2. 精餾塔精餾段控制分析 精餾塔的控制目標(biāo)是，在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，使塔的總收益（利潤）最大或總成本最小。具體對一個(gè)精餾塔來說，需從四個(gè)方面考慮，設(shè)置必要的控制系統(tǒng)。 （1）產(chǎn)品質(zhì)量控制塔頂產(chǎn)品合乎規(guī)定的純度，塔底成品維持在規(guī)定的范圍內(nèi)。所謂產(chǎn)品的純度，就二元精餾來說，其質(zhì)量指標(biāo)是指塔頂產(chǎn)品中輕組分（或重組分）含量和塔底產(chǎn)品中重組分（輕組分）含分，塔頂產(chǎn)品的關(guān)鍵組分是易揮發(fā)的，稱為輕關(guān)鍵組分，塔底產(chǎn)品是不易揮發(fā)的關(guān)鍵組分，稱為重關(guān)鍵組分。（2）物料平衡控制進(jìn)出物料平衡，即塔頂采出量應(yīng)和進(jìn)料量相平衡，維持塔的正常平穩(wěn)操作，以及上下工序的協(xié)調(diào)工作。物料平衡的控制是以回流罐與介于規(guī)定的上、下限之間為目標(biāo)的。（3）能量平衡控制精餾塔精餾段的輸入、輸出能量應(yīng)平衡，使塔內(nèi)的操作壓力維持穩(wěn)定。（4）約束條件控制為保證精餾塔的正常、安全操作，必須使某些操作參數(shù)限制在約束條件之內(nèi)。常用的精餾塔限制條件為液泛限、漏液限、壓力限及臨界溫差限等。所謂液泛限，也稱氣相速度限，即塔內(nèi)氣相速度過高時(shí)，霧沫夾帶十分嚴(yán)重，實(shí)際上液相將從下面塔板倒流到上面塔板，產(chǎn)生液泛，破壞正常操作。漏液限也稱最小氣相速度限，當(dāng)氣相速度小于某一值時(shí)，將產(chǎn)生塔板漏液，板效率下降。防止液泛和漏液，可以塔壓降和壓差來監(jiān)視氣相速度。壓力限是指塔的操作壓力的限制，一般是最大操作壓力限，即塔操作壓力不能過大，否則會(huì)影響塔內(nèi)的氣液平衡，嚴(yán)重越限甚至?xí)绊懓踩a(chǎn)。臨界溫差限主要是指再沸器兩側(cè)間的溫差，當(dāng)這一溫差低于臨界溫差時(shí)，給熱系數(shù)急劇下降，傳熱量也隨之下降，不能保證塔的正常傳熱的需要。 精餾塔精餾段的操作就是按照塔頂產(chǎn)品的組成要求來對這幾個(gè)影響因素進(jìn)行調(diào)節(jié)。精餾操作過程的影響因素有以下幾方面：；；；；；；，防止對塔頂產(chǎn)品的數(shù)量和組成的影響。 （1）精餾塔操作壓力的變化對精餾塔精餾段操作的影響 塔的設(shè)計(jì)和操作都是基于一定的塔壓下進(jìn)行的，因此一般精餾塔總是首先要保持壓力的恒定。塔壓波動(dòng)對塔的操作將產(chǎn)生如下的影響。①影響產(chǎn)品質(zhì)量和物料平衡改變操作壓力，將使每塊塔板上汽液平衡的組成發(fā)生改變。壓力升高，則氣相中重組分減少，相應(yīng)地提高了氣相中輕組分的濃度；液相中輕組分含量較前增加，同時(shí)也改變了氣液相的重量比，使液相量增加，氣相量減少。總的結(jié)果是：塔頂餾分中輕組分濃度增加，但數(shù)量卻相對
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