【正文】 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(xué)熱力學(xué)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 。 。 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。具體地說，塔壓下降，從兩個方面分析可以降低能耗。同時，也可對工藝進(jìn)行必要的改進(jìn)，配置相應(yīng)的控制系統(tǒng)，充分利用精餾操作中的能量，降低能耗。 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(shù)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(shù)工具也有了飛速的發(fā)展，尤其是計算機(jī)在工業(yè)過程中的應(yīng)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(biāo)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。 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(yīng)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。 四個操縱變量與三個被控變量進(jìn)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。 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。 該方案結(jié)構(gòu)簡單，但適應(yīng)性不高，目前應(yīng)用不多。 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(guān)系進(jìn)行控制。 當(dāng)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(dāng)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 (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(zhǔn)則： (1)當(dāng)僅需要控制塔的一端產(chǎn)品時，應(yīng)當(dāng)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(yīng)作為操縱變量去控制塔的質(zhì)量。前者若使溫差減少，則后者當(dāng)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。從國內(nèi)外應(yīng)用雙溫差控制的許多裝置來看，在進(jìn)料流量波動影響下，仍能得到較好的控制效果。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(biāo)進(jìn)行控制。 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(yīng)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。 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。 （ 1）直接壓力補(bǔ)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(guān)系近似為線性關(guān)系： KpT ???)( 0ppKpKT ????? 校正 (1212) 校正后的溫度值應(yīng)為： ))(00KpKpTppKTTTz????????? 校正 (1213) PT TT Σ p T T Kp Kpo z 這種直接壓力補(bǔ)償只適用于壓力 Δ p在小范圍內(nèi)波動。 三、用壓力補(bǔ)償?shù)臏囟葏?shù)作為間接指標(biāo) 用溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)有一個前提 — 塔內(nèi)壓力恒定。 所謂 靈敏板 ，是當(dāng)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(dāng)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)時，溫度變化最大的那塊塔板即為靈敏板。 TC LC FC LC FC F B D V Q L 精餾段溫度控制 提餾段溫度控制 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(biāo)時，實際上把溫度檢測放置在塔頂（或塔底）是極為少數(shù)的。 中溫控制：把溫度檢測點放在進(jìn)料板附近的塔板上。 （ 1）溫度點的位置 若希望保持塔頂產(chǎn)品質(zhì)量符合要求時，即頂部餾出液為主要產(chǎn)品，應(yīng)把間接反映質(zhì)量的溫度檢測點放在塔頂，構(gòu)成所謂的 精餾段溫控系統(tǒng) ； 同樣，為了保證塔底產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，溫度檢測點則應(yīng)放在塔底，實施 提餾段溫控系統(tǒng) 。然而在煉油和石化生產(chǎn)中，許多產(chǎn)品都是由一系列的碳?xì)浠衔锏耐滴锼M成，此時，在一定的壓力下，溫度與成分之間也有近似的對應(yīng)關(guān)系，即壓力一定時，保持一定的溫度，成分的誤差可忽略不計。 對于一個二元組分精餾塔來說，在一定的壓力下，沸點和產(chǎn)品的成分有單值的對應(yīng)關(guān)系，因此，只要塔壓恒定，塔板的溫度就反應(yīng)了成分。 一、采用產(chǎn)品成分作為直接質(zhì)量指標(biāo) 成分分析儀表的制約因素： ① 分析儀表的可靠性差； ② 分析測量過程滯后大，反應(yīng)緩慢； ③ 成分分析針對不同的產(chǎn)品組分，品種上較難一一滿足。 上述結(jié)論與一般工藝書中所說保持回流比一定，就確定了分離結(jié)果是一致的。 對于一個既定的塔，包括進(jìn)料組分一定，只要 D/F和V/F一定，這個塔的分離結(jié)果，即 xD和 xB將被完全確定。 由于 V是由再沸器施加熱量來提高的，所以該式實際是表示塔的能量對產(chǎn)品成分的影響，故稱為 能量平衡關(guān)系式 。 影響分離度 s的因素很多，如平均相對揮發(fā)度、理論塔板數(shù)、塔板效率、進(jìn)料組分、進(jìn)料板位置，以及塔內(nèi)上升蒸汽量 V和進(jìn)料 F的比值等。 3 精餾塔的特性 一、精餾塔的基本關(guān)系 （ 1）物料平衡關(guān)系 總物料平衡： F=D+B 輕組分平衡： F zf=D xD+B xB BDfDBBfDxxxzFDxxzDFx?????? )(聯(lián)立（ 121）、（ 122）可得： （ 2）能量平衡關(guān)系 在建立能量平衡關(guān)系時，首先要了解分離度的概念。其余擾動一般較小，而且往往是可控的（或者可以采用一些控制系統(tǒng)預(yù)先加以克服）。同時，物料平衡和能量平衡之間又是相互影響的。影響物料平衡的因素包括進(jìn)料流量和進(jìn)料成分的變化，以及頂部餾出物及底部出料的變化。 2．?dāng)_動分析 和其他化工過程一樣，精餾是在一定的物料平衡和能量平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 ④ 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，傳熱系數(shù)急劇下降，傳熱量也隨之下降，無法保證塔的正常傳熱需要。防止液泛和漏液，可以通過塔壓降或壓差來監(jiān)視氣相速度。 ① 所謂液泛限，也稱氣相速度限，即塔內(nèi)氣相速度過高時，霧沫夾帶十分嚴(yán)重，實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。 （ 4）約束條件 為確保精餾塔的正常、安全運(yùn)行，必須使某些操作參數(shù)限制在約束條件之內(nèi)。在精餾操作中，質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是要控制的目標(biāo)。在單位進(jìn)料量的能耗增加到一定數(shù)值后，再繼續(xù)增加塔內(nèi)的上升蒸汽，則產(chǎn)品回收率就增長不多了。 在一定的純度要求下，增加塔內(nèi)的上升蒸汽是有利于提高產(chǎn)品回收率的，但