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精馏塔控制结构



上次讲到精馏塔降负荷控制结构一般有三种:a.双温控制;b.阀位控制;c.循环控制。本次重点阐述三者的优缺点。a.双温控制,在正常操作情况下,双温控制结构利用再沸器加热蒸汽的流量来控制塔板温度,而加热蒸汽的流量降至其下限值时,将切换成通过回流流量来控制塔板温度。通常来说,加热蒸汽的流量与塔板温度的动态响应是相当快的,但回流量与塔板温度间的动态响应则取决于塔顶回流入口位置和控温塔板之间的塔板数,沿着塔高越向下,动态响应越慢。b.阀位控制,控制作用是在蒸汽流量接近或低于下限值时,改变回流进料比R/F。

在正常操作过程中,阀位控制的设定点信号比实际的蒸汽流量要低,所以其输出信号较低,不会被高位选择器选中。当再沸器的负荷降至最下值时,阀位控制增大回流进料比R/F,使再沸器热负荷处于其最小值附近。

因此该控制结构始终通过加热蒸汽来控制温度,且具有良好的控温性能。然而,这中控制方法也无法保证蒸汽量绝对不会低于其最小值。与利用加热蒸汽量相比,利用回流量控制塔下部的温度会导致控制不够严格,这是因为固有的水力学滞后效应导致了下部的塔板需要一定的时间才能感知到回流的变化。

然而,液体进料和塔下部塔板之间的水力学滞后较小,因此可以预见,通过进料量来控制温度比利用回流量更好。在循环控制中,当生产能力较低时,塔的温度是由进料流量控制的,相比双温控制,其温度控制更为严格。对甲醇工艺过程的涉及和控制的实验表明:采用双温控制结构,温度的控制性能最差,且甲醇产品纯度的偏差也是最大的;阀位控制结构无法保证再沸器热负荷不低于其最小值的限制条件;而循环控制结构的温度和产物组成的控制性能是最好的。


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