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精餾過程的自動控制方法

   精餾過程是石油和化工生產中應用極為廣泛的生產過程，它是利用混合液中各組分揮發度的不同，將各組分進行分離提取以達到規定純度要求的產品。

    精餾過程是一個非常復雜的過程，其關鍵設備是精餾塔。在精餾操作中，被控變量多，可以選用的操作變量也多，它們之間又可以有多種不同組合。所以，控制方案繁多。

精餾塔的控制方案

   在了解了精餾塔的操作要求和影響因素之后，余下的問題就是如何確定精餾塔的控制方案。回收原理酒精回收塔的工作原理是利用旋轉產生的離心力場代替常規重力場，極大地強化氣液傳質過程。首先簡述設置精餾塔控制方案的基本觀點。為簡化討論，只談及頂部和底部產品均為液相的且沒有側線采出的情況。由于精餾塔的控制方案繁多，只按這些基本觀點選擇具有代表性的、常見的控制方案作出介紹。

    1．設置精餾塔控制方案的基本觀點

   （1）按物料及能量平衡關系進行控制

   對于一個實際操作的二元精餾塔，在進料成分一定時，只要把D／F和V／F調節一定；且頂部回流罐液位調節以保證回流按照L=Vr－D的關系保持一定；底部產品流量B在液位調節作用下也可以保證B=F-D的物料平衡關系，那么該塔的產品質量就能得到控制。需指出，由于能量關系因素V主要取決于再沸器加熱量，但也取決于進料和回流的熱焓。由以上兩式，可明顯看出進料量F在產品中的分配量（即D／F）是決定頂部和底部產品中輕組分含量y和x的關鍵因素。當回流溫度恒定時，只須考慮進料設置溫度或熱焓自動調節系統。于是可保持再沸器的蒸汽量一定，就相當于塔內上升蒸汽量V一定了。考慮到因冷凝器冷卻量和環境等擾動因素而使能量平衡可能破壞，從而使塔壓變化，因此在塔頂設置壓力調節系統。對于D／F和V／F的控制，由頂部產品量D、再沸器加熱蒸汽量和進料量F分別組成比值控制系統。若考慮到動態關系，可添加補償環節，一般采用超前-滯后環節。

按精餾段指標的控制方案

   如果對塔頂出料的成分要求高于釜底出料時，或者全部為氣相進料時，或當塔底提餾段板上的溫度不能很好地反映產品組分變化時，則可采用精餾段控制。精餾段溫度也是衡量質量指標的間接指標，它是以改變回流量作為控制手段的方案，稱為精餾段溫控。  

   除了上述主要控制系統外，精餾段溫控還設有若干個輔助控制系統。對進料量、塔壓、塔底采出量與塔頂餾出液的控制方案，與提餾段溫控時相同。在精餾段溫控時，再沸器加熱量應維持一定，而且足夠大，以使塔在1大處理量時，仍能保持塔底產品的質量。

   由于采用了精餾段溫度作為間接質量指標，因此它能較直接地反映精餾段的產品情況。當精餾段恒定后，能較好地保證塔頂產品的質量。對于動態氣相進料時，其進料量的變化過程也比較快，采用精餾段溫控就比較及時。

   提餾段和精餾段溫控方案，分別以塔底和塔頂的溫度作為被控變量。對于D／F和V／F的控制，由頂部產品量D、再沸器加熱蒸汽量和進料量F分別組成比值控制系統。當要分離的產品純度較高時，由于塔頂或塔底的溫度變化及其相鄰塔之間的溫度相差均很小，這就要求有非常靈敏的測溫裝置，同時對溫控的調節精度都有很高的要求，但實際上卻很難做到。解決這一問題的方法，是取精餾塔的靈敏板的溫度作為被控變量。

   所謂靈敏板，是指當塔的操作受到擾動或控制作用時，各板上的物料組分和溫度變化1大的那塊塔板。當產品組分變化時，在靈敏板處可獲得1大的的溫度變化值，所以，以靈敏板溫度進行控制時，塔的產品純度可以得到保證。

精餾流程和塔型的選擇  

  乙醇和水混合料經預熱器加熱至泡點后，送至精餾塔，塔頂采用全凝器冷凝后，一部分作回流，其余為塔頂產品經冷卻后送貯槽，塔釜采用直接蒸汽供熱，塔底產品經冷卻后送至貯槽，流程圖如下圖：  根據生產任務，若按每天開動設備24小時計算，產品流量為1.67t/h，由于產品粘度較小，流量較大，為減少造價，降低生產過程中壓降和塔板液面落差的影響，提高生產效率，選用浮閥塔。在多元精餾中，影響關系要復雜得多，當進料中某一組分的濃度變化時，必然使其他組分的濃度變化。  塔設備的高度與直徑之比，因情況不同，差別很大，塔外殼用鋼板焊制，也可用鑄鐵鑄造，每層塔板為一節，并用法蘭連接。  塔體材料和踏板材料均選用TiNiCr918,因這種不銹鋼具有高的強度極限，較低的屈服極限，的塑性和韌性，他的焊接性能和冷彎成形等工藝性也很好，是目前制造容器、塔的廣泛的一類不銹鋼，又因為這種鋼在乙醇介質中有很好的耐腐蝕性，所以選用TiNiCr918。