任务三精馏塔的自动控制解析《化工仪表及自动化》
一精馏塔的干扰因素及对自动控制的要求二精馏塔的控制方案目录
学习目标1.了解精馏塔工艺操作的基本原理及工艺要求。2.了解精馏塔的干扰因素。3.熟悉精馏塔的基本控制。4.设计前馈－反馈控制系统。5.经过参数调整，获得最佳的控制效果，并通过干扰来验证。
一精馏塔的干扰因素及对自动控制的要求
1.工艺要求（1）保证质量指标质量指标（即产品纯度）必须符合规定的要求。一般应使塔顶或塔底产品之一达到规定的纯度。
1.工艺要求①对多元精馏而言，则以关键组分的含量来表示。②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；③塔底产品的关键组分是不易挥发的，称为重关键组分。⑤除了要考虑使产品符合规格外，同时考虑产品的产量和能量消耗。④在精馏塔操作中使产品合格很重要。
1.工艺要求（2）产品产量指标化工产品的生产，要求在达到一定质量指标的前提下，应得到尽可能高的收率。这对于提高经济效益显然是有利的。除了产品纯度与产品收率之间的关系，还须考虑能量消耗因素。
1.工艺要求（3）能耗要求和经济性指标精馏过程中消耗的能量，主要是再沸器的加热量和冷凝器的冷却量消耗；此外，塔和附属设备及管线也要散失部分能量。
1.工艺要求精馏塔的操作情况，必须从整个经济效益来衡量。质量指标是必要条件，在质量指标一定的条件下应在控制过程中使产品的产量尽可能提高一些。在一定的纯度要求下，增加塔内的上升蒸汽是有利于提高产品回收率的。在精馏操作中，质量指标、产品回收率和能量消耗均是要控制的目标。03040201
1.工艺要求（4）约束条件为确保精馏塔的正常、安全运行，必须使某些操作参数限制在约束条件之内。
1.工艺要求常用的精馏塔限制条件：①液泛限称气相速度限，即塔内气相速度过高时，雾沫夹带十分严重。②漏液限称最小气相速度限，当气相速度小于某一值时，将产生塔板漏液，使塔板效率下降。③压力限是指塔的操作压力的限制，一般设最大操作压力限，即塔的操作压力不能过大，否则会影响塔内的气液平衡，若严重超限甚至会影响安全生产。④临界温差限主要是指再沸器两侧间的温差，当这一温差低于临界温差时，传热系数急剧下降，传热量也随之下降，无法保证塔的正常传热需要。
2.扰动分析01和其他化工过程一样，精馏是在一定的物料平衡和能量平衡的基础上进行的。02影响物料平衡的因素包括进料流量和进料成分的变化，以及顶部馏出物及底部出料的变化。03影响能量平衡的因素主要是进料温度（或热焓）的变化、再沸器加热量和冷凝器冷却量的变化，此外还有塔的环境温度变化等。
2.扰动分析在上述各扰动因素中，进料流量和进料成分的波动是精馏塔操作的主要扰动，而且往往是不可控的。其余扰动一般较小，而且往往是可控的。
二精馏塔的控制方案
1.精馏塔被控变量的选择精馏塔被控变量的选择，指的是实现产品质量控制、保证产品质量指标的选择。精馏塔最直接的质量指标是产品成分。
1.精馏塔被控变量的选择直接产品质量指标间接产品质量指标精馏塔产品质量指标的选择有两类：
1.精馏塔被控变量的选择（1）采用温度作为间接产品质量指标最常用的间接产品质量指标是温度。温度选作间接产品质量指标，是因为在一定压力下，沸点和产品成分之间有单值的对应关系。塔压恒定，塔板的温度就反映了成分。
1.精馏塔被控变量的选择采用温度作为间接产品质量指标时，选择塔内哪一点的温度作为被控变量，应根据实际情况加以选择，主要有以下几种：01塔顶（塔底）的温度控制02灵敏板的温度控制03中温控制
1.精馏塔被控变量的选择（2）采用具有压力补偿的温度参数作为间接产品质量指标温度作为间接质量指标有一个前提，即塔内压力应恒定。对精密精馏等控制要求较高的场合，微小的压力变化将会影响温度与组分之间的关系，造成产品质量难以满足工艺的要求，为此需对压力的波动加以补偿。常用的有:温差控制双温差控制
2.精馏塔的控制方案精馏塔的控制目标是使塔顶和塔底的产品满足工艺生产规定的质量要求。由于生产工艺要求和操作条件的不同，精馏塔的控制方案种类繁多，以下介绍常见的塔顶和塔底均为液相且没有侧线采出的情况。
2.精馏塔的控制方案0102主要产品从塔底流出时可采用按提馏段质量指标的控制方案。主要产品从塔顶馏出时可采用按精馏段质量指标的控制方案。质量指标控制可根据主要产品的采出位置不同分两种情况：
2.精馏塔的控制方案（1）按精馏段质量指标的控制方案当对馏出液的纯度要求较之对釜液为高时，往往按精馏段质量指标进行控制。为了保持塔压的恒定，还应设置塔顶的压力控制系统。
2.精馏塔的控制方案精馏段常用的控制方案可分为以下两类：①依据精馏段塔板温度来控制回流量LR，并保持上升蒸汽量VS