1、4/27/202314/27/20231过程控制 青海大学精馏塔的控制精馏塔的控制4/27/202324/27/20232过程控制 青海大学精馏工艺精馏工艺F精馏过程的实质是利用混合物中各组分精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，实现组分的分离。具有不同的挥发度，实现组分的分离。F按组分按组分(二元精馏和多元精馏二元精馏和多元精馏)；F按挥发度分按挥发度分(一般精馏和特殊精馏一般精馏和特殊精馏););F按结构分按结构分(板式塔、填料塔板式塔、填料塔)。F按操作的连续性分类按操作的连续性分类(连续精馏和间歇精连续精馏和间歇精馏馏)。4/27/202334/27/20233过程控制
2、青海大学F精馏过程是一个复杂的传质传热过程。精馏过程是一个复杂的传质传热过程。表现为：过程变量多，被控变量多，可表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂操纵的变量也多；过程动态和机理复杂，例如，非线性、时变、关联；控制方，例如，非线性、时变、关联；控制方案多样，例如，同一被控变量可以采用案多样，例如，同一被控变量可以采用不同的控制方案，控制方案的适应面广不同的控制方案，控制方案的适应面广等。因此，熟悉工艺过程和内在特性，等。因此，熟悉工艺过程和内在特性，对控制系统的设计十分重要。对控制系统的设计十分重要。4/27/202344/27/20234过程控制 青海大学 精
3、馏过程通过精馏塔精馏过程通过精馏塔、再沸器、冷凝器等设、再沸器、冷凝器等设备完成。再沸器为混合备完成。再沸器为混合物液相中轻组分的转移物液相中轻组分的转移提供能量；冷凝器将塔提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸气冷凝为顶来的上升蒸气冷凝为液相，并提供精馏所需液相，并提供精馏所需的回流。精馏塔是实现的回流。精馏塔是实现混合物组分分离的主要混合物组分分离的主要设备。设备。精馏塔的控制分析精馏塔的控制分析回流泵原料塔顶产品塔底产品精馏塔再沸器冷凝器回流罐4/27/202354/27/20235过程控制 青海大学操作目的：操作目的：通过反复的部分汽化与部分冷凝，将混通过反复的部分汽化与部分冷凝，将混合液中
4、沸点不同的各组分分离成产品。合液中沸点不同的各组分分离成产品。操作代价操作代价：消耗能量，塔底需要加热使塔底液部分消耗能量，塔底需要加热使塔底液部分汽化；塔顶需要冷却使塔顶组分冷凝；汽化；塔顶需要冷却使塔顶组分冷凝；4/27/202364/27/20236过程控制 青海大学精馏塔的控制要求精馏塔的控制要求1 1、质量指标、质量指标2 2、产品产量、产品产量3 3、能量消耗、能量消耗4 4、约束条件、约束条件控制目标：在保证控制目标：在保证产品质量产品质量合格的前提下，合格的前提下，使塔的使塔的回收率最高、能耗最低回收率最高、能耗最低，即使总收，即使总收益最大，成本最小。益最大，成本最小。4/2
5、7/202374/27/20237过程控制 青海大学质量指标质量指标 多元精馏则以关键组分的含量来表示。多元精馏则以关键组分的含量来表示。关键关键组分组分是指对产品质量影响较大的组分。是指对产品质量影响较大的组分。精馏塔的精馏塔的质量指标质量指标指塔顶或塔底产品的纯度指塔顶或塔底产品的纯度 二元精馏质量指标指二元精馏质量指标指塔顶塔顶产品中轻组分含量和产品中轻组分含量和塔底塔底产品中重组分含量。产品中重组分含量。产品组分含量并非越纯越好，产品组分含量并非越纯越好，4/27/202384/27/20238过程控制 青海大学物料平衡控制物料平衡控制 进出物料平衡，即进出物料平衡，即塔顶、塔底采出量
6、应和进塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡料量相平衡，维持塔的正常平稳操作，以及上，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下工序的协调工作。物料平衡的控制是以冷凝冷凝罐罐（回流罐）与（回流罐）与塔釜液位塔釜液位一定（介于规定的上一定（介于规定的上、下限之间）为目标的。、下限之间）为目标的。4/27/202394/27/20239过程控制 青海大学能量平衡和经济平衡性指标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，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，实现较好考虑降低能量的消耗，使能量平衡，实现较好的经济性。的经济性。4/
7、27/2023104/27/202310过程控制 青海大学约束条件约束条件 精馏过程是复杂传质传热过程。为了满足稳定精馏过程是复杂传质传热过程。为了满足稳定和安和安 全操作的要求，对精馏塔操作参数有一定全操作的要求，对精馏塔操作参数有一定的约束条件的约束条件气相速度限，出现液泛现象。气相速度限，出现液泛现象。最小气相速度限，造成漏液。最小气相速度限，造成漏液。操作压力限。操作压力限。临界温度限临界温度限4/27/2023114/27/202311过程控制 青海大学精馏塔产品纯度、产品回收率精馏塔产品纯度、产品回收率和能耗之间的相互关系和能耗之间的相互关系12010080604020080 90
8、 9598 99 99.599.8产品回收率*100%产品纯度*100%2=FV468产品回收率：产品回收率：进料中每单位产品组分所进料中每单位产品组分所能得到的可售产品的数量；能得到的可售产品的数量；能耗指标：能耗指标：用单位进料的塔底上升蒸用单位进料的塔底上升蒸气量气量V/F来表示；来表示；若能耗一定，随着产品纯度提高，回收率迅速下降；若能耗一定，随着产品纯度提高，回收率迅速下降；若产品纯度一定，在一定范围内随着能耗提高，回收率也明显提若产品纯度一定，在一定范围内随着能耗提高，回收率也明显提高；到一定程度后，增加能耗的效果就不显著了。高；到一定程度后，增加能耗的效果就不显著了。4/27/2
9、023过程控制 青海大学12精馏塔产品纯度、产品回收率和能耗之间的相互关系12010080604020080 90 9598 99 99.599.8产品回收率*100%产品纯度*100%2=FV468产品回收率产品回收率：进料中每单位产品组分所能得到的可售产品的数量；能耗指标能耗指标：用单位进料的塔底上升蒸气量V/F来表示；若能耗一定，随着产品纯度提高，回收率迅速下降；若产品纯度一定，在一定范围内随着能耗提高，回收率也明显提高；到一定程度后，增加能耗的效果就不显著了。4/27/2023过程控制 青海大学134/27/2023144/27/202314过程控制 青海大学精馏塔的扰动分析精馏塔的扰
10、动分析 F进料流量和进料成分进料流量和进料成分F进料温度或进料热焓进料温度或进料热焓F再沸器加热蒸汽压力再沸器加热蒸汽压力F冷却水压力和温度冷却水压力和温度F环境温度环境温度4/27/2023154/27/202315过程控制 青海大学精馏塔的扰动分析精馏塔的扰动分析F进料流量：可测不可控，基本恒定，采用均匀或进料流量：可测不可控，基本恒定，采用均匀或前馈控制前馈控制F进料成分：不可控和难测量，外围控制使不变进料成分：不可控和难测量，外围控制使不变F进料温度：一般可测可控，不控制或进料热焓控进料温度：一般可测可控，不控制或进料热焓控制制F再沸器加热蒸汽压力：一般可控可测，定值或串再沸器加热蒸汽
11、压力：一般可控可测，定值或串级控制级控制F冷却水压力和温度：塔压定值或浮动塔压控冷却水压力和温度：塔压定值或浮动塔压控F环境温度：不控制或内回流控制环境温度：不控制或内回流控制4/27/2023164/27/202316过程控制 青海大学精馏塔的静态特性精馏塔的静态特性F物料平衡和内部的物料平衡物料平衡和内部的物料平衡F能量平衡能量平衡F进料浓度进料浓度Z Zf f和进料流量和进料流量F F对产品对产品质量的影响质量的影响4/27/2023174/27/202317过程控制 青海大学F,xFVB,xBD,xDBDF=总组分与轻组分的物料平衡方程：总组分与轻组分的物料平衡方程：BDFBxDxFx
12、=BDFDBDBFxxxxFBxxxxFD=或结论：对于给定的进料，若结论：对于给定的进料，若D/F和和V/F保持一定，则该塔的分离结果保持一定，则该塔的分离结果xD,xB就完全确定。就完全确定。物料平衡和内部的物料平衡物料平衡和内部的物料平衡FZFDDxBxFB和和 是影响是影响 、的关键因素的关键因素是通过是通过 和和 影响组分变化影响组分变化FDFB4/27/2023184/27/202318过程控制 青海大学能量平衡能量平衡F分离度分离度 影响分离度的因素：影响分离度的因素：s=f(,n,V/F,Zs=f(,n,V/F,ZF F,E,n,E,nF F)1()1(DBBDxxxxs=)(
13、FVfs sFVln=FV)1()1(lnDBBDxxxx4/27/2023194/27/202319过程控制 青海大学结论结论 F X XB B、X XD D可采用可采用D/F D/F 或或B/FB/F来控制来控制F当当Z ZF F 一定时，如一定时，如V/FV/F和和 B/F(B/F(或或D/F)D/F)一定一定，则，则X XB B和和X XD D 也就确定也就确定F当当 Z ZF F变化时，变化时，Z ZF F ，则，则X XB B和和X XD D，可用，可用增加增加D/F(D/F(或减小或减小B/F)B/F)来补偿来补偿F分离度分离度S S一定时，调节一定时，调节D/FD/F或或B/F
14、B/F可控制可控制X XB B和和X XD D，两者有关联，两者有关联4/27/2023204/27/202320过程控制 青海大学精馏塔的内部物料平衡精馏塔的内部物料平衡F假设条件：假设条件：F加料板物料平衡加料板物料平衡F精馏塔精馏段的物料平衡精馏塔精馏段的物料平衡F精馏塔提馏段的物料平衡精馏塔提馏段的物料平衡4/27/2023214/27/202321过程控制 青海大学精馏塔的内部物料平衡精馏塔的内部物料平衡进料板的物料平衡进料板的物料平衡RSSRFLVLV=泡点进料：SRSRLFLVV=露点进料：RSRSVVFLL=4/27/2023224/27/202322过程控制 青海大学精馏塔的
15、内部物料平衡精馏塔的内部物料平衡精馏段和提馏段的物料平衡精馏段和提馏段的物料平衡1RiRiDV yL xDx=1SjSjBV yL xBx=4/27/2023234/27/202323过程控制 青海大学动态影响分析动态影响分析上升蒸汽和回流的影响上升蒸汽和回流的影响除了顶部塔板外，再沸器加热量对汽液比的影响比回流除了顶部塔板外，再沸器加热量对汽液比的影响比回流量快量快组分滞后的影响组分滞后的影响组分滞后随着塔板上液相蓄存量和塔板数的增加而增加组分滞后随着塔板上液相蓄存量和塔板数的增加而增加回流罐蓄液量和塔釜液量引起的滞后影响回流罐蓄液量和塔釜液量引起的滞后影响回流罐和塔釜液位必须保持一定，否则
16、会影响控制品质回流罐和塔釜液位必须保持一定，否则会影响控制品质4/27/2023244/27/202324过程控制 青海大学精馏塔的控制问题精馏塔的控制问题精馏过程塔顶采出量 D回流量 L塔底采出量 B再沸器加热量 QH冷凝器冷却量 QC塔顶汽相采出量 DV塔顶产品纯度 xD塔底产品纯度 xB塔底液位 LB回流罐液位 LD塔顶压力 P外部扰动外部扰动(进料的流量,组成与温度等)操作变量/控制变量操作变量/控制变量被控变量被控变量4/27/2023254/27/202325过程控制 青海大学精馏塔的压力控制精馏塔的压力控制FLDPCFLDPC塔顶汽相采出量塔顶汽相采出量 DV 塔压塔压 P冷凝器
17、冷却量冷凝器冷却量 QC 塔压塔压 P4/27/2023264/27/202326过程控制 青海大学精馏塔的简化控制问题精馏塔的简化控制问题4/27/2023274/27/202327过程控制 青海大学精馏塔质量指标的选取精馏塔质量指标的选取F直接质量指标直接质量指标（1）产品质量在线分析仪）产品质量在线分析仪/软测量仪软测量仪F间接质量指标间接质量指标（1）灵敏板温度，与塔顶）灵敏板温度，与塔顶/塔底温度相比，塔底温度相比，可提高温度变化的灵敏度（对于同样的浓可提高温度变化的灵敏度（对于同样的浓度变化）；度变化）；（2）温差信息，与灵敏板温度相比，可减）温差信息，与灵敏板温度相比，可减弱压力
18、波动对温度的影响；弱压力波动对温度的影响；（3）双温差信息，可用于精馏塔的适宜分）双温差信息，可用于精馏塔的适宜分离度控制，即使塔顶离度控制，即使塔顶/塔底产品纯度均适中塔底产品纯度均适中。4/27/2023284/27/202328过程控制 青海大学精馏塔被控变量的选择精馏塔被控变量的选择 直接质量指标：直接质量指标：产品成分产品成分：价格贵，：价格贵，可靠性差，滞后大可靠性差，滞后大间接质量指标：间接质量指标：温度温度：二元物系：塔：二元物系：塔压固定时，与成分一一对应压固定时，与成分一一对应4/27/2023294/27/202329过程控制 青海大学塔顶（或塔底）的温度控制塔顶（或塔底
19、）的温度控制使用场合：使用场合：当塔顶馏出物是产品时，采用塔顶温度控制当塔顶馏出物是产品时，采用塔顶温度控制 当塔底馏出物是产品时，采用塔底温度控制当塔底馏出物是产品时，采用塔底温度控制注意事项注意事项 ：该方案易受塔压影响，微量杂质会影响沸点，该方案易受塔压影响，微量杂质会影响沸点，从而影响产品质量控制时，为保证另一产品的从而影响产品质量控制时，为保证另一产品的质量，要有一定的操作裕度由于温度检测装置质量，要有一定的操作裕度由于温度检测装置灵敏度和监测点温度不灵敏，分离高纯产品有灵敏度和监测点温度不灵敏，分离高纯产品有困难困难4/27/2023304/27/202330过程控制 青海大学采用
20、精馏段温度控制的场合采用精馏段温度控制的场合进料含比塔底产品更重的影响温度和成进料含比塔底产品更重的影响温度和成分关系的重杂质分关系的重杂质对塔顶产品成分的要求比对塔底产对塔顶产品成分的要求比对塔底产塔底或提馏段温度不能很好反映组分的塔底或提馏段温度不能很好反映组分的变化变化全部为气相进料全部为气相进料4/27/2023314/27/202331过程控制 青海大学采用提馏段温度控制的场合采用提馏段温度控制的场合对塔底产品成分的要求比对塔顶产品要求高对塔底产品成分的要求比对塔顶产品要求高塔顶或精馏段温度不能很好反映组分的变化塔顶或精馏段温度不能很好反映组分的变化进料含比塔顶产品更轻的影响温度和成
21、分关系进料含比塔顶产品更轻的影响温度和成分关系的清杂质的清杂质采用回流控制时，回流量较大变化会影响精馏采用回流控制时，回流量较大变化会影响精馏塔平稳操作塔平稳操作全部为液相进料全部为液相进料4/27/2023324/27/202332过程控制 青海大学灵敏板的温度控制灵敏板的温度控制静态：在扰动下，从一个稳态到另一个稳态时塔静态：在扰动下，从一个稳态到另一个稳态时塔板温度变化更大的塔板板温度变化更大的塔板动态：灵敏板与上下塔板间的浓度差最大动态：灵敏板与上下塔板间的浓度差最大注意事项：注意事项：灵敏板应在正反扰动下有相近的温度差变化，以灵敏板应在正反扰动下有相近的温度差变化，以使系统有线性关系
22、使系统有线性关系对既定塔和操作条件，可计算出大致灵敏板为止对既定塔和操作条件，可计算出大致灵敏板为止，再实际调整，再实际调整工况变化时，板效率变化，灵敏板位置也会变化工况变化时，板效率变化，灵敏板位置也会变化4/27/2023334/27/202333过程控制 青海大学采用压力补偿的温度作为间接采用压力补偿的温度作为间接质量指标质量指标F温差控制温差控制F双温差控制双温差控制 F根据压力补偿计算温度设定值的控制根据压力补偿计算温度设定值的控制 4/27/2023344/27/202334过程控制 青海大学温差控制温差控制F设计依据：设计依据：F 塔压变化对两个塔板温度都有影响，用温差控制塔压变
23、化对两个塔板温度都有影响，用温差控制可减少压力变化的影响可减少压力变化的影响.F 通常选一个温度变化较小，如塔顶或稍下几板，通常选一个温度变化较小，如塔顶或稍下几板，另一个选用灵敏板温度另一个选用灵敏板温度F注意事项：注意事项：F对分离要求较高的精馏塔可采用温差控制对分离要求较高的精馏塔可采用温差控制F温度检测点位置要选择合适，温差的设定值温度检测点位置要选择合适，温差的设定值要合适，操作工况要稳定要合适，操作工况要稳定F也可直接用压力进行补偿的控制方案也可直接用压力进行补偿的控制方案F主要用于消除塔压变化的影响，即压力变化主要用于消除塔压变化的影响，即压力变化时，温差不变时，温差不变4/27
24、/2023354/27/202335过程控制 青海大学双温差控制双温差控制F应用场合：当温度差与成分之间不是单值对应关系应用场合：当温度差与成分之间不是单值对应关系 即进料负荷变化引起温度差的变化与引起即进料负荷变化引起温度差的变化与引起 的压力差变化不一致的压力差变化不一致.F依据：负荷变化引起塔压变化，在精馏段和提馏段均依据：负荷变化引起塔压变化，在精馏段和提馏段均有相应的温度差，用精馏段温度差与提馏段温度差的有相应的温度差，用精馏段温度差与提馏段温度差的差值可补偿塔压变化的影响差值可补偿塔压变化的影响.F 注意事项注意事项u 双温差控制器的设定值要合适双温差控制器的设定值要合适u 对进料
25、流量的波动也有较好的控制效果对进料流量的波动也有较好的控制效果4/27/2023364/27/202336过程控制 青海大学根据压力补偿计算温度设定值的根据压力补偿计算温度设定值的控制控制T TS S 是产品所需成分在塔压时对应的温是产品所需成分在塔压时对应的温度设定值；度设定值；p p是塔压测量值；是塔压测量值；p p0 0是设计的塔压值；是设计的塔压值；T Tspsp是在实际塔压条件下的温度设定值是在实际塔压条件下的温度设定值 20220)()(ppdpTdppdpdTTTssp=4/27/2023374/27/202337过程控制 青海大学精馏塔的基本控制精馏塔的基本控制 物料平衡控制：
26、物料平衡控制：用塔顶或塔底的馏出物料作为操纵变量用塔顶或塔底的馏出物料作为操纵变量 的控制的控制能量平衡控制：能量平衡控制：用塔顶回流量或再沸器加热量作为操纵用塔顶回流量或再沸器加热量作为操纵变量的控制变量的控制4/27/2023384/27/202338过程控制 青海大学精馏塔被控变量和操纵变量配对精馏塔被控变量和操纵变量配对准则准则F准则一准则一F当仅需一端的产品进行控制时选用物料平当仅需一端的产品进行控制时选用物料平衡控制来控制该段的产品质量衡控制来控制该段的产品质量F准则二准则二F当塔两端的产品流量较小时应作为操纵变当塔两端的产品流量较小时应作为操纵变量控制塔两端的产品质量量控制塔两端
27、的产品质量F准则三准则三F当塔两端产品均需质量控制时通常对含纯当塔两端产品均需质量控制时通常对含纯产品较少杂质较多一端的质量控制产品较少杂质较多一端的质量控制4/27/2023394/27/202339过程控制 青海大学精馏塔物料平衡控制问题精馏塔物料平衡控制问题精馏塔DL B QH LB LDFW特点：仅保证塔的物料平特点：仅保证塔的物料平衡要求，而不对塔顶、塔衡要求，而不对塔顶、塔底产品质量作严格控制。底产品质量作严格控制。适应场合：适应场合：（1）对产品质量要求不高；）对产品质量要求不高；（2）处理量与进料性质变）处理量与进料性质变化不频繁或变化幅度小。化不频繁或变化幅度小。DLQHBL
28、DLB4/27/2023404/27/202340过程控制 青海大学方方案案操纵变操纵变量量DLQHB备注备注1受控变受控变量量L DLQHLB对产品的质量控制较弱对产品的质量控制较弱2DLDQHLB当当DB时采用时采用3L DLLBB当当BD时采用时采用4DL DLBB不可用不可用精流塔物料平衡控制方案精流塔物料平衡控制方案4/27/2023414/27/202341过程控制 青海大学物料平衡控制方案之方案一物料平衡控制方案之方案一对产品的质量控制较弱对产品的质量控制较弱4/27/2023424/27/202342过程控制 青海大学物料平衡控制方案之方案二物料平衡控制方案之方案二DLCFBF
29、CFCFCQHLC精馏塔LPC当当DB时采用时采用1、如果对、如果对B自控，自控，B的小波动会造成的小波动会造成D的大波动的大波动2、小流量控制液、小流量控制液位太慢位太慢4/27/2023434/27/202343过程控制 青海大学物料平衡控制方案之方案三物料平衡控制方案之方案三DLCFBFCFCFCQHLC精馏塔LPC当当BD时采用时采用4/27/2023444/27/202344过程控制 青海大学一端产品质量控制：塔顶质量一端产品质量控制：塔顶质量被控变量：被控变量：TR,LD,LB (即只对塔顶产品质量指标进行控即只对塔顶产品质量指标进行控制，对塔底产品质量指标不作严格要求制，对塔底产
30、品质量指标不作严格要求)方案方案 操纵变量操纵变量DLQHB5LDTRQHLB6TRLDQHLB7LDTRLBB8TRLDLBB4/27/2023454/27/202345过程控制 青海大学一个产品质量控制之方案五一个产品质量控制之方案五直接控制塔内能直接控制塔内能量平衡关系来实量平衡关系来实现对分离精度的现对分离精度的控制，控制，但是回流但是回流L的波的波动对精馏塔的平动对精馏塔的平稳操作是不利的。稳操作是不利的。再沸器加热量需再沸器加热量需要足够大，以保要足够大，以保证最大负荷时的证最大负荷时的产品质量。产品质量。4/27/2023464/27/202346过程控制 青海大学一个产品质量控
31、制之方案六一个产品质量控制之方案六一种物料平衡控制一种物料平衡控制方案。实质是通过方案。实质是通过D的变化使的变化使LD改变，改变，从而在从而在 LD的液位的液位控制作用下使控制作用下使L变变化。因此温度回路化。因此温度回路滞后较大。滞后较大。回流量较大时控制回流量较大时控制D较灵敏。较灵敏。当产品质量不合格时，可采当产品质量不合格时，可采取全回流保证产品质量。取全回流保证产品质量。再沸器加热量也要保持较高再沸器加热量也要保持较高的值。的值。4/27/2023474/27/202347过程控制 青海大学一个产品质量控制之方案七一个产品质量控制之方案七塔顶温度回路和塔底液位回路之间存在着较严重的
32、塔顶温度回路和塔底液位回路之间存在着较严重的关联，多为负相关，不使用。关联，多为负相关，不使用。4/27/2023484/27/202348过程控制 青海大学一端产品质量控制：塔底质量一端产品质量控制：塔底质量被控变量：被控变量：TS,LD,LB (即只对塔底产品质量指标进行控即只对塔底产品质量指标进行控制，对塔顶产品质量指标不作严格要求制，对塔顶产品质量指标不作严格要求)方案方案 操纵变量操纵变量DLQHB9受控变量受控变量LDLTSLB10LDLLBTS11DLDTSLB12DLDLBTS4/27/2023494/27/202349过程控制 青海大学一个产品质量控制之方案九一个产品质量控制
33、之方案九采用再沸器加热采用再沸器加热量控制温度，动量控制温度，动态响应快，反应态响应快，反应迅速。迅速。方案中回流采用方案中回流采用定值控制，当回定值控制，当回流量不足时容易流量不足时容易引起液泛。引起液泛。4/27/2023504/27/202350过程控制 青海大学一个产品质量控制之方案十一个产品质量控制之方案十与方案六类似，与方案六类似，也是物料平衡控也是物料平衡控制方式。实质是制方式。实质是通过通过B的变化使的变化使LB改变，从而在改变，从而在 LB的液位控制作的液位控制作用下使用下使QH变化。变化。底部产品流量小底部产品流量小时采用；并且质时采用；并且质量不合格时可以量不合格时可以暂
34、停出料。暂停出料。4/27/2023514/27/202351过程控制 青海大学精馏塔两端质量指标控制问题精馏塔两端质量指标控制问题精馏塔DLBQHTRLBLDTSWDLQHBLDTRTSLB目的：为了使操作成本特别是能耗减少目的：为了使操作成本特别是能耗减少4/27/2023524/27/202352过程控制 青海大学两端质量指标控制方案两端质量指标控制方案4/27/2023534/27/202353过程控制 青海大学两端质量指标控制之方案十三两端质量指标控制之方案十三该方案在应用前应先该方案在应用前应先分析两个质量回路的分析两个质量回路的相关性：相关性：（1）若相互耦合不严重，）若相互耦合
35、不严重，则可通过调节器参数的则可通过调节器参数的整定，使相关回路的工整定，使相关回路的工作频率拉开以减少关联；作频率拉开以减少关联；（2）若耦合严重，则要）若耦合严重，则要考虑采用解耦控制。考虑采用解耦控制。DLCFBLCTCQHTC精馏塔LPC4/27/2023544/27/202354过程控制 青海大学两端质量指标控制之方案十四两端质量指标控制之方案十四TCFBTCTSVQHDLTRLC根据精馏塔静态特性有：根据精馏塔静态特性有：DDBfBBfDVxDxxxxzxxzxBD=1111,BDFDxxxxFB=)1()1(lnlnDBBDxxxxSFV则可求出相对增益：则可求出相对增益：4/2
36、7/2023554/27/202355过程控制 青海大学精馏塔的其他控制方案F进料热焓控制，进料热焓控制，以克服进料温度与进料状态对产品质量的影响；F进料前馈反馈控制进料前馈反馈控制，以适应进料量的变化，并提高控制质量；F浮动塔压控制浮动塔压控制：尽可能降低塔压，以节约能耗；但应相应改变灵敏板温度控制的设定，以保证产品合格。F产品质量指标的产品质量指标的“卡边卡边”控制控制：关键技术：在线分析仪(软测量仪)+先进控制系统4/27/2023564/27/202356过程控制 青海大学前馈反馈控制系统前馈反馈控制系统DFBFCFCTCTC4/27/2023574/27/202357过程控制 青海大
37、学精馏塔的塔压控制精馏塔的塔压控制F压力控制的必要性和塔压的影响压力控制的必要性和塔压的影响F加压精馏塔的控制加压精馏塔的控制F减压精馏塔的控制减压精馏塔的控制F常压塔的控制常压塔的控制4/27/2023584/27/202358过程控制 青海大学压力控制的必要性和塔压的影响压力控制的必要性和塔压的影响F压力控制的必要性压力控制的必要性塔压变化会引起塔板上汽液平衡关系的变化，塔压变化会引起塔板上汽液平衡关系的变化，影响塔的平稳操作影响塔的平稳操作用温度反映塔的质量指标时，温度与成分的对用温度反映塔的质量指标时，温度与成分的对应关系在一定塔压下才成立应关系在一定塔压下才成立F塔压的影响：塔压的影
38、响：增加塔压，可提高混合液的沸点，有利于减少增加塔压，可提高混合液的沸点，有利于减少冷量冷量降低塔压，可降低混合液的沸点，可防止分解降低塔压，可降低混合液的沸点，可防止分解4/27/2023594/27/202359过程控制 青海大学加压精馏塔的控制加压精馏塔的控制液相采出，流出物含大量不凝物液相采出，流出物含大量不凝物 液相采出，流出物含少量不凝物液相采出，流出物含少量不凝物 4/27/2023604/27/202360过程控制 青海大学加压精馏塔的控制加压精馏塔的控制液相采出，流出物含微量不凝物液相采出，流出物含微量不凝物 气相采出，流出物含少量不凝物气相采出，流出物含少量不凝物 4/27/2023614/27/202361过程控制 青海大学减压精馏塔的控制减压精馏塔的控制F采用蒸汽喷射泵抽真空采用蒸汽喷射泵抽真空 4/27/2023624/27/202362过程控制 青海大学常压塔的控制常压塔的控制F压力控制的必要性和塔压的影响压力控制的必要性和塔压的影响F加压精馏塔的控制加压精馏塔的控制F减压精馏塔的控制减压精馏塔的控制
