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精馏塔温度流量控制.doc 19页
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1 精馏塔控制系统分析 3
1.1 精馏塔原理 3
1.2 控制要求及干扰因素 3
1.3工艺设计要求 4
2课程设计的方案 5
2.2 控制方案的设计 5
2.2.1方案选择——物料平衡控制的设计 5
2.2.2 方案选择——塔内温度控制的设计 6
2.2.3 方案选择——蒸汽温度控制的设计 8
2.2.4 方案选择——其他控制设计 9
3串级方框图及仪器仪表的选型 10
3.1串级方框图 10
3.2控制器选择 10
3.3本精馏塔选择正作用主副调节器 11
3.4温度变送器的选择 12
3.5流量变送器选择 14
3.6电—气阀门定位器选择 15
3.7 执行器的选择 15
参考文献 18
精馏塔是化工生产中分离互溶液体混合物的典型分离设备。它是依据精馏原理对液体进行分离，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组份（即沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化。经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而实现分离的目的满足化工连续化生产的需要。精馏塔塔釜温度控制的稳定与否直接决定了精馏塔的分离质量和分离效果，控制精馏塔的塔釜温度是保证产品高效分离，进一步得到高纯度产品的重要手段。维持正常的塔釜温度，可以避免轻组分流失，提高物料的回收率，也可减少残余物料的污染作用。
影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰（如进料流量，温度及成分等的变化对温度的影响）。一般情况下精馏塔塔釜的温度，我们是通过控制精馏塔釜内灵敏板的温度来控制的。灵敏板是当外界条件或负荷改变时精馏塔内温度变化最灵敏的一块塔板。以往调节只是采用灵敏板温度调节器单一回路调节，调节反应慢，时间滞后，对精馏操作而言，产品的纯度很难保证。精馏塔是一个多输入多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制要求又大多较高。这些都给自动控制带来一定的困难。同时各塔工艺结构特点有千差万别，这需要深入分析特性，结合具体塔的特点，进行自动控制方案设计和研究。精馏塔的控制最终目标是：在保证产品质量的前提下，使回收率最高，能耗最小，或使总收益最大。在这个情况为了更好实现精馏的目标就有了提馏段温度控制系统的产生。?塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。?在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例；它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。
1 精馏塔控制系统分析
1.1 精馏塔原理
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸汽由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸汽中转移，蒸汽中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸汽愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸汽返回塔中，另一部分液体则作为釜残液取出。
蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度）的特性，实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
1.2 控制要求及干扰因素
为了保证精馏生产工序安全、高效持续进行,改造生产工艺提出如下控制要求:
(1) 保证产品质量。以塔顶产品的纯度作为质量参数进行控制,构建质量控制系统。
(2) 保证平稳生产。首先要使精馏塔的进料参数保持稳定;其次为了维持塔的物料平衡,要控制塔顶和塔底产品采出量,使其和等于进料量;再次塔内的储液量应保持在限定的范围内;最后要控制塔内压力稳定。
(3) 满足约束条件。系统必须满足一些参数的极限值所限定的约束条件,如塔内气体流速的上下限、塔内压力极限值等。
(4) 节能要求及经济性。主要是再沸器的加热量和冷凝器的冷却能量消耗。
影响产品质量指标和平稳生产的主要干扰因素有: ①进料流量( F) 的波动; ②进料成分( ZF) 的变化
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如何找出灵敏板
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如何找出灵敏板，如何装塔中温度
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关于精馏塔开车时出现的灵敏板波动问题
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在精馏塔开车的过程中，在负荷提到过程中，并提高塔釜再沸器的导热油流量，保持灵敏板的温度155度，当负荷提到90%时，灵敏板温度开始下降，一直到150度，还有下降的趋势，液位也开始波动，我们的再沸器热油调节阀一直打手动，流量值也是一直是增大的，想请教一下，灵敏板波动是什么原因导致的，怎验有效的制止？
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&&&&&&&&&&以下试题来自：
单项选择题精馏塔操作中，当灵敏板温度上升，一般采用（）方法使温度趋于正常。
A、增大回流
B、降低塔釜汽化量
C、降低回流温度
D、减少采出
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A、塔顶温度上升
B、塔底组分变重
C、塔压升高
D、塔顶温度下降
B、 成正比
C、 成反比
A、夹套式换热器
B、V型管式换热器
C、浮头式换热器
D、套管式换热器请在APP上操作
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&&&用Excel电子表格确定精馏塔灵敏板位置
用Excel电子表格确定精馏塔灵敏板位置
Determination the Position of Sensitive Plate Using Excel in Distillation
利用Excel电子表格计算不同回流比下各块塔板上的汽-液平衡组成,通过温度-组成图表,由各板上液相组成求得其泡点,即可快速找到不同回流比下最大泡点差所对应的理论板-灵敏板,避免了手工计算与编程的麻烦.当进料组成及回流比发生波动时,既有助于控制精馏塔的正常运转,又稳定了馏出液的组成.
摘要： 利用Excel电子表格计算不同回流比下各块塔板上的汽-液平衡组成,通过温度-组成图表,由各板上液相组成求得其泡点,即可快速找到不同回流比下最大泡点差所对应的理论板-灵敏板,避免了手工计算与编程的麻烦.当进料组成及回流比发生波动时,既有助于控制精馏塔的正常运转,又稳定了馏出液的组成.&&
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