【正文】 TC LC LC FC FC F B D V Q L TC LC FC LC FC F B D V Q L 切割塔的溫度控制 （ 2）靈敏板問題 采用塔頂（或塔底）溫度作為間接質(zhì)量指標時，實際上把溫度檢測放置在塔頂（或塔底）是極為少數(shù)的。而是把溫度檢測點放在進料板與塔頂（底）之間的靈敏板上。 所謂 靈敏板 ，是當塔受到干擾或控制作用時，塔內(nèi)各板的組分都將發(fā)生變化，隨之各塔板的溫度也將發(fā)生變化，當達到新的穩(wěn)態(tài)時，溫度變化最大的那塊塔板即為靈敏板。 靈敏板的位置先根據(jù)測算，確定大致位置，然后在它的附近設置多個檢測點，從中選擇最佳的測量點作為靈敏板。 三、用壓力補償?shù)臏囟葏?shù)作為間接指標 用溫度作為間接質(zhì)量指標有一個前提 — 塔內(nèi)壓力恒定。雖然精餾塔的塔壓一般有控制，但對精密精餾等控制要求較高的場合，微小的壓力變化，將影響溫度與組分間的關系，造成質(zhì)量控制難以滿足工藝的要求，為此需對壓力的波動加以補償。 （ 1）直接壓力補償 壓力的變化 Δ p引起沸點變化為 Δ T，在小范圍內(nèi)，此關系近似為線性關系： KpT ???)( 0ppKpKT ????? 校正 (1212) 校正后的溫度值應為： ))(00KpKpTppKTTTz????????? 校正 (1213) PT TT Σ p T T Kp Kpo z 這種直接壓力補償只適用于壓力 Δ p在小范圍內(nèi)波動。 （ 2）溫差控制 在精密精餾等對產(chǎn)品純度要求較高的場合，考慮壓力波動對間接指標的影響，可采用溫差控制。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Mpa ℃ 52 64 65 60 70 75 80 ℃ 塔板序號 塔頂產(chǎn)品純度不變 壓力變化與各板溫度分布 選擇溫差作為被控變量時，需要注意溫差給定值合理（不能過大），以及操作工況穩(wěn)定。 溫差與產(chǎn)品純度并非是單值對應關系曲線有最高點 M1，在 M1點的兩側(cè)，溫差與濃度之間的關系是反向的，所以溫差選得過大，或操作不平穩(wěn)，均能引起溫差失控的現(xiàn)象。 Δ T x M1 溫度檢測點的位置，對于塔頂餾出液為主要產(chǎn)品時，一個測溫點應放在塔頂（或稍下一些），即溫度變化較小的位置；而另一點放在靈敏板附近，即成分和溫度變化較大、較靈敏的位置上。 （ 3）雙溫差控制 為了克服溫差控制中的不足，提出了雙溫差控制，即分別在精餾段和提餾段上選取溫差信號。然后把兩個溫差信號相減，以這個溫差的差作為間接質(zhì)量指標進行控制。 精餾塔 TddT T1dT T2dT Δ 2T Δ T x M1 M2 采用雙溫差控制后，若由于進料流量波動引起塔壓變化對溫差的影響，在塔的上、下段同時出現(xiàn)，因而上段溫差減去下段溫差的差值就消除了壓降變化的影響。從國內(nèi)外應用雙溫差控制的許多裝置來看，在進料流量波動影響下，仍能得到較好的控制效果。 溫差控制受兩個因素的影響：一是進料組分的波動，另一個是因負荷變化而引起塔板的壓降變化。前者若使溫差減少，則后者當壓降增大時，溫差反而增加，所以是有矛盾的，在這種情況下就難以控制。 4 精餾塔的整體控制方案 精餾塔是一個多輸入多輸出的多變量、分布參數(shù)、非線性的被控過程，可供選擇的被控變量和操縱變量眾多，所以精餾塔的控制方案有很多，而且很難簡單判斷哪個方案是最佳。 欣斯基 (Shinskey)做了大量的研究，提出了精餾塔控制中變量配對的三條準則： (1)當僅需要控制塔的一端產(chǎn)品時，應當選用物料平衡方式來控制該產(chǎn)品的質(zhì)量 (2)塔兩端產(chǎn)品流量較小者，應作為操縱變量去控制塔的質(zhì)量。 (3)當塔的兩端產(chǎn)品均需按質(zhì)量控制時，一般對含純產(chǎn)品較少，雜質(zhì)較多的一端的質(zhì)量控制選用物料平衡控制，而含純產(chǎn)品較多，雜質(zhì)較少的一端的質(zhì)量控制選用能量平衡控制。 當選用塔頂部產(chǎn)品餾出物流量 D或塔底采出液量 B來作為操縱變量控制產(chǎn)品質(zhì)量時，稱為 物料平衡控制 ； 而當選用塔頂部回流 L或再沸器加熱量 Q（ V）來作為操縱變量控制產(chǎn)品質(zhì)量時，稱為 能量平衡控制 。 欣斯基提出的三條準則對于精餾塔控制方案設計有很好的指導作用。 一、傳統(tǒng)的物料平衡控制 FC LC FC LC FC F B D V Q L 圖 固定回流量 L和加熱蒸汽量 Q（ V） LC FC LC FC FC F B D V Q L 圖 固定餾出液流量 D和加熱蒸汽量 Q（ V） 控制方案的主要特點是無質(zhì)量反饋控制，它們屬于產(chǎn)品質(zhì)量開環(huán)控制，只要保持 D/F（或 B/F）和 V/F（或回流比）一定，完全按物料及能量平衡關系進行控制。 它適用于產(chǎn)品質(zhì)量要求不高以及擾動不多的場合。 該方案結構簡單，但適應性不高，目前應用不多。 二、質(zhì)量指標反饋控制 一般說來，精餾塔的質(zhì)量指標只設定一個，分別稱為精餾段控制和提餾段控制。 能量平衡控制的操縱變量為 L或 Q（ V）； 物料平衡控制的操縱變量為 D或 B。 被控變量除了質(zhì)量指標外，尚有回流罐液位 LD、塔釜液位 LB。 四個操縱變量與三個被控變量進行配對，將富裕出一個操縱變量，這個操縱變量往往采用本身流量恒定。 它們經(jīng)配對后，較為常用的基本方案有四種。 方案 1—— 精餾段溫度控制 固定加熱蒸汽量 LC FC LC TC FC F B D V Q L 方案 2—— 精餾段溫度控制 固定加熱蒸汽量 TC LC FC LC FC F B D V Q L 方案 3—— 提餾段溫度控制 固定回流量 TC LC LC FC FC F B D V Q L 表 121中的方案 4 —— 提餾段溫度控制 固定回流量 LC TC LC FC FC F B D V Q L 三、串級、均勻、比值、前饋等控制系統(tǒng)在精餾塔中的應用 TC LC FC 提餾段溫度串級控制 精餾段溫度串級控制 LC FC TC （ 2）均勻控制系統(tǒng) （ 3）比值控制系統(tǒng) FY LC FC 精餾塔中的前饋控制 （ 4）前饋控制系統(tǒng) 在精餾操作中，除了上述控制系統(tǒng)外，選擇性控制也常用于約束條件的控制，以及完成自動開停車。此外還有其它一些的復雜控制系統(tǒng)，諸如內(nèi)回流控制、熱焓控制等。 四、精餾塔塔壓的控制 （ 1）常壓塔 （ 2）加壓塔 ①氣相采出 PC 精餾段氣相出料壓力控制 5 精餾塔的新型控制方案 隨著控制技術的不斷發(fā)展，新型控制方案、控制算法不斷出現(xiàn)，自動化控制技術工具也有了飛速的發(fā)展，尤其是計算機在工業(yè)過程中的應用愈益廣泛，使得在靜餾過程的控制中新的控制方案層出不窮，控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標越來越高，保證塔的平穩(wěn)操作，以及滿足工藝提出的各種新要求。 一、內(nèi)回流、熱焓控制 二、解耦控制 TC1 TC2 GC1(S) GC2(S) P2(S) P1(S) G22(S) G11(S) G21(S) G12(S) Y2(S) Y1(S) R1(S) R2(S) GC1(S) GC2(S) P2(S) P1(S) Y2(S) Y1(S) R1(S) R2(S) G22(S) G11(S) G12(S) G21(S) F12(S) F21(S) 三、推斷控制 四、精餾塔的節(jié)能控制 精餾塔的節(jié)能控制，首要的是把過于保守的過分離操作，轉(zhuǎn)變?yōu)閲栏窨刂飘a(chǎn)品質(zhì)量的“ 卡邊 ” 生產(chǎn)，但這必須有合適的自控方案來保證塔的抗干擾能力，穩(wěn)定塔的正常操作。同時，也可對工藝進行必要的改進，配置相應的控制系統(tǒng)，充分利用精餾操作中的能量，降低能耗。 （ 1）浮動塔壓控制方案 ① 塔壓浮動的目的 所謂 塔壓浮動 ，即在可能的條件下，把塔壓盡量降低，有利于能量節(jié)省。具體地說，塔壓下降，從兩個方面分析可以降低能耗。 a）降低操作壓力，將增加組分間的相對揮發(fā)度，這樣組分分離容易，使再沸器的加熱量下降，節(jié)省能量。 b）降低操作壓力，使整個精餾系統(tǒng)的汽液平衡溫度下降，提高了再沸器兩側(cè)傳熱溫差，再沸器在消耗同樣熱劑的情況下，加熱能力增大了。 ② 塔壓浮動的條件 。 。 。 ③塔壓浮動控制的實施 VPC PC 閥位極限值 PC 恒壓塔的控制方案 浮動塔壓的控制方案 （ 2）從化學熱力學觀點選取節(jié)能方案 節(jié)能的提餾段溫度控制 T1C LC T2C VPC 燃料油 返回