【正文】 內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 、 專 題 實 驗 報 告 ） 用 紙第 1 頁精餾塔自動控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文目 錄第一章 精餾塔概述 ............................................................................................................................................................5 精餾塔控制的研究背景及意義 ..............................................................................................................................5 精餾塔控制系統(tǒng)的目的 ..........................................................................................................................................5第二章 生產(chǎn)工藝 ................................................................................................................................................................8 工藝流程的說明 ......................................................................................................................................................8 精餾塔的控制要求及主要干擾 ............................................................................................................................11 精餾塔的裝置的工藝流程 .....................................................................................................................................14第三章 自動裝置的確定 ..................................................................................................................................................15 PLC、DCS、FCS 的發(fā)展 .........................................................................................................................................15 PLC、DCS、FCS 的特點 .........................................................................................................................................16 PLC、DCS、FCS 的差異 .........................................................................................................................................17第四章 精餾塔控制方案設(shè)計 ..........................................................................................................................................20 控制方案和回路的設(shè)計 ........................................................................................................................................20 精餾塔控制要求 ....................................................................................................................................................24 精餾塔工藝因數(shù)影響及系統(tǒng)維護 ........................................................................................................................25第五章 檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)和輔助儀表的選型 ..........................................................................................................27 如何選擇檢測儀表和調(diào)節(jié)閥 ................................................................................................................................27 變送器和流量儀表的選型 ....................................................................................................................................27 物位測量儀表的選擇 ............................................................................................................................................30附錄 ....................................................................................................................................................................................33參考文獻 ............................................................................................................................................................................34致謝 ....................................................................................................................................................................................35內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 、 專 題 實 驗 報 告 ） 用 紙第 2 頁第一章 精餾塔概述 精餾塔控制的研究背景及意義精餾操作是煉油、化工生產(chǎn)過程中的一個十分重要的環(huán)節(jié)。精餾塔的控制直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和能量的消耗，因此精餾塔的自動控制長期以來一直受到人們的高度重視 。精餾塔是一個多輸入和多輸出的對象，它由很多級塔板組成，內(nèi)在機理復(fù)雜，對控制作用響應(yīng)緩慢，參數(shù)間相互關(guān)聯(lián)嚴重，而控制要求又大多較高。這些都給自動控制的實施帶來一定困難。同時各塔工藝結(jié)構(gòu)特點又千差萬別，這就更需要深入分析工藝特性，進行自動控制方案的設(shè)計和研究。精餾過程是一個復(fù)雜的傳質(zhì)傳熱過程，表現(xiàn)為：“過程變量多，被控變量多，可操縱的變量也多；過程動態(tài)和機理復(fù)雜” 。作為化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的分離過程，精餾也是耗能較大的一種化工單元操作。但在實際生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品合格，精餾裝置操作往往偏于保守，操作方法以及操作參數(shù)設(shè)置往往欠合理，過分離普遍存在 。精餾過程消耗的能量絕大部分并非用于組分分離，而是被冷卻水或分離組分帶走。因此，精餾過程的節(jié)能潛力很大，收效也極為明顯。 精餾塔控制系統(tǒng)的目的聚氯乙烯材料工業(yè)以及羰基合成工業(yè)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的。近年，隨著下游市場需求的快速增長及羰基醇新建裝置的增多，我國異丁醇的生產(chǎn)能力不斷增加。在國際丁/辛醇市場火爆的情況下，國內(nèi)羰基醇生產(chǎn)裝置通過優(yōu)化，或調(diào)節(jié)裝置正異構(gòu)比的方法，均力爭多產(chǎn)正丁醛，而異丁醇生產(chǎn)原料異丁醛的產(chǎn)量較少，同時國內(nèi)新戊二醇的生產(chǎn)又占用了一定比例的異丁醛原料，因此異丁醇原料處于嚴重供不應(yīng)求狀態(tài)。隨著我國化工行業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)原料供應(yīng)難以自給自足的矛盾日益明顯?？梢?，丁醇塔控制系統(tǒng)的處理能力和安全穩(wěn)定性對石油化工的有著重大而深遠的意義。 隨著現(xiàn)代化工的飛速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，工藝過程越趨復(fù)雜，對工藝流程前后工序相互關(guān)聯(lián)緊密，充分利用能源等提出的要求，內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 、 專 題 實 驗 報 告 ） 用 紙第 3 頁精餾塔在工業(yè)過程控制領(lǐng)域發(fā)揮了越來越重要的作用，廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)的生產(chǎn)過程中。生產(chǎn)設(shè)備自動化程度的提高，有利于降低工廠成本、促進生產(chǎn)線的柔性化和集成化，有利于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及產(chǎn)品的競爭力。從某種意義上說，高效的精餾塔控制技術(shù)為我們創(chuàng)造了不可忽視的經(jīng)濟效益和社會效益。串級控制是改善調(diào)節(jié)質(zhì)量極為有效的方法，在過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。對精餾塔精餾段溫度串級控制系統(tǒng)引起出口溫度的因素很多：被加熱流量的和溫度的擾動，壓力的波動、熱質(zhì)的變化，回流量的擾動等，而對這些擾動單回路控制系統(tǒng)并不能把所有的干擾都包含進去，不能是出口溫度穩(wěn)定在要求的值上，為解決上述滯后時間和控制要求之間的矛盾，保持出口流量溫度的恒定，可以通過溫度串級控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。石油化工生產(chǎn)常需將液體混合物分離以達到提純或回收有用組分的目的。分離互溶液體混合物有許多種方法精餾是在煉油、化工等眾多生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用的一個傳質(zhì)過程。精餾過程通過反復(fù)的汽化與冷凝 使混合物料中的各組分分離分別達到規(guī)定的純度。精餾塔的控制直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和能量消耗因此精餾塔的自動控制問題長期以來一直受到人們的高度重視 1. 精餾過程是由精餾裝置來實現(xiàn)的精餾裝置一般是由精餾塔、再沸器、重沸器 、冷凝冷卻器、回流罐及回流泵等組成 實際生產(chǎn)過程中精餾操作可分為間歇精餾和連續(xù)精餾兩種。石油化工等大型生產(chǎn)過程主要采用的連續(xù)精餾 精餾塔是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。蒸溜的原理是蒸氣由塔底進入。蒸發(fā)出的氣相與下降液進行逆流接觸兩相接觸中下降液中的易揮發(fā)(低沸點)組分不斷地向氣相中轉(zhuǎn)移氣相中的難揮發(fā)(高沸點)組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移氣相愈接近塔頂其易揮發(fā)組分濃度愈高而下降液愈接近塔底其難揮發(fā)組分則愈富集從而達到組分分離的目的。由塔頂上升的氣相進入冷凝器 冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進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加熱蒸發(fā)成氣相返回塔中另一部分液體作為釜殘液取出。蒸餾的基本原理是將液體混合物部分氣化,利用其中各組份揮發(fā)度不同的特性實現(xiàn)分離目的的單元操作。蒸餾按照其操作方法可分為 簡單蒸餾、閃蒸、精餾和特殊精餾等。2。 精餾塔是一個多輸入多輸出的多變量過程其內(nèi)在機理復(fù)雜 動態(tài)響應(yīng)遲緩變量之間相互關(guān)聯(lián)不同的塔工藝結(jié)構(gòu)差別很大而工藝對控制提出的要求又較高所以確定精餾塔的控制方案是一個極為重要的課題。苯的沸點為 ℃熔點為 ℃在常溫下是一種無色、味甜、有芳香氣味的透明液體易揮發(fā)。苯比水密度低密度為 。苯難溶內(nèi) 蒙 古 化 工 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 、 專 題 實 驗 報 告 ） 用 紙第 4 頁于水 1 升水中最多溶解 苯但苯是一種良好的有機溶劑溶解有機分子和一些非極性的無機分子的能力很強。甲苯是最簡單 最重要的芳烴化合物之一。在空氣中 甲苯只能不完全燃燒 火焰呈黃色。甲苯的熔點為95 ℃沸點為 111 ℃。甲苯帶有一種特殊的芳香味與苯的氣味類似在常溫常壓下是一種無色透明清澈如水的液體密度為 克每立方厘米對光有很強的折射作用折射率 1,4961。甲苯幾乎不溶于水(0,52 g/l)但可以和二硫化碳酒精乙醚以任意比例混溶在氯仿丙酮和大多數(shù)其他常用有機溶劑中也有很好的溶解性。甲苯的粘性為 0,6 mPa s 也就是說它的粘