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精馏塔控制系统



精馏塔的控制目标是:在保证产品质量合格的前提下,使塔的回收率最高、能耗最低,即使总收益最大,成本最小。
精馏过程是在一定约束条件下进行的。因此,精馏塔的控制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面考虑。
1. 质量指标
精馏塔的质量指标是指塔顶或塔底产品的纯度。通常,满足一端的产品质量,即塔顶或塔底产品之一达到规定纯度,而另一端产品的纯度维持在规定范围内。所谓产品的纯度,就二元精馏来说,其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产品中重组分含量。对于多元精馏而言,则以关键组分的含量来表示。关键组分是指对产品质量影响较大的组分,塔顶产品的关键组分是易挥发的,称为轻关键组分;塔底产品的关键组分是不易挥发的,称为重关键组分。产品组分含量并非越纯越好,原因是,纯度越高,对控制系统的偏离度要求就越高,操作成本的提高和产品的价格并不成比例增加,因此纯度要求应与使用要求适应。                                            
2.物料平衡控制
   进出物料平衡,即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡,维持塔的正常平稳操作,以及上下工序的协调工作。物料平衡的控制是以冷凝罐(回流罐)与塔釜液位一定(介于规定的上、下限之间)为目标的。
3.能量平衡和经济平衡性指标
要保证精馏塔产品质量、产品产量的同时,考虑降低能量的消耗,使能量平衡,实现较好的经济性。
4.约束条件
精馏过程是复杂传质传热过程。为了满足稳定和安全操作的要求,对精馏塔操作参数有一定的约束条件。
气相速度限:精馏塔上升蒸汽速度的最大限。当上升速度过高时,造成雾沫带,塔板上的液体不能向下流,下层塔板的气相组分倒流到上层塔板,出现液泛现象。
最小气相速度限:指精馏塔上升蒸汽速度的最小限值。当上升蒸汽速度过低时,上升蒸汽不能托起上层的液相,造成漏夜,使板效率下降,精馏操作不能正常进行。
操作压力限:每一个精馏塔都存在最大操作压力限制。

临界温度限:保证精馏塔的正常传热需要、保证合适的回流温度,使精馏塔能够正常操作。


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