浙大工业过程控制16精馏塔控制

《浙大工业过程控制16精馏塔控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、精馏塔设备的控制戴连奎浙江大学智能系统与决策研究所7/15/20211课件内容精馏塔的控制目标精馏塔的静态特性精馏塔质量指标的选取精馏塔的基本控制方案精馏塔的复杂控制方案讨论7/15/20212课件精馏塔控制思考题1、掌握简单精馏塔的控制问题与分解方法；2、掌握精馏塔的静态特性；3、了解精馏塔对象中操作变量对主要被控变量的动态影响程度与速度；4、针对塔顶、塔底产品质量不同的要求，掌握基本控制系统的分析与设计方法；5、了解精馏塔的复杂控制与先进控制方法。7/15/20213课件连续精馏装置的工艺流程操作目的：通过反复的部分汽化与部分冷凝，将混合液中

2、沸点不同的各组分分离成产品。操作代价：消耗能量，塔底需要加热使塔底液部分汽化；塔底需要冷却使塔顶组分冷凝；7/15/20214课件精馏塔的控制目标质量指标对于仅有塔顶、塔底出料的简单精馏塔，其质量指标可用塔顶与塔底料中关键组分的纯度来表示。产品产量和能量消耗在保证产品质量的前提下，尽可能提高产品的产品并设法降低装置的能耗。7/15/20215课件精馏塔产品纯度、产品回收率和能耗之间的相互关系产品回收率：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：用单位进料的塔底上升蒸气量V/F来表示；定性规律：若能耗指标一定，产品纯度越高，其回收率

3、越低；若产品纯度一定，在一定范围内能耗指标越高，其回收率越高。7/15/20216课件精馏塔的静态特性总与轻组分的物料平衡方程：能耗与分离度S的关系：结论：对于给定的进料，若D/F和V/F保持一定，则该塔的分离结果xD,xB就完全确定。7/15/20217课件精馏塔的控制问题7/15/20218课件精馏塔质量指标的选取直接质量指标（1）产品质量在线分析仪/软测量仪间接质量指标*（1）灵敏板温度，与塔顶/塔底温度相比，可提高温度变化的灵敏度（对于同样的浓度变化）；（2）温差信息，与灵敏板温度相比，可减弱压力波动对产品质量的影响；（3）双温差信息，可

4、用于精馏塔的适宜分离度控制，即使塔顶/塔底产品纯度均适中。7/15/20219课件精馏塔的压力控制塔顶汽相采出量DV—塔压P冷凝器冷却量QC—塔压P7/15/202110课件精馏塔简化的控制问题*考虑被控过程的静态与动态特性，结合就近原则，可将控制问题分解简化为两个相对独立的子系统。7/15/202111课件精馏塔物料平衡控制问题特点：仅保证塔的物料平衡要求，而不对塔顶、塔底产品质量作严格控制。适应场合：（1）对产品质量要求不高；（2）处理量与进料性质变化不频繁或变化幅度小。7/15/202112课件物料平衡控制方案之一7/15/202113课件

5、物料平衡控制方案之二7/15/202114课件按精馏段指标的控制方案被控变量：TD,LR,LB(即只对塔顶产品质量指标进行控制；而对塔底产品质量指标不作严格要求)控制变量：D,R,B(而保持再沸器加热量V为定值)控制结构（1）方案1：B—LB，D—LR，R—TD；（2）方案2：B—LB，R—LR，D—TD。7/15/202115课件精馏段控制方案之一7/15/202116课件精馏段控制方案之二7/15/202117课件按提馏段指标的控制方案被控变量：TB,LB,LR(即只对塔底产品质量指标进行控制；而对塔顶产品质量指标不作严格要求)控制变量：V,

6、B,D(而保持回流量R为定值)控制结构（1）方案1：D—LR，B—LB，V—TB；（2）方案2：D—LR，V—LB，B—TB。7/15/202118课件提馏段控制方案之一7/15/202119课件提馏段控制方案之二7/15/202120课件精馏塔两端质量指标控制问题7/15/202121课件两端质量指标控制方案7/15/202122课件两端质量指标控制方案之一控制方案（1）若相互耦合不严重，则可通过调节器参数的整定，使相关回路的工作频率拉开以减少关联；（2）若耦合严重，则可考虑静态解耦或其他先进控制方法：变结构控制、预测控制等。7/15/2021

7、23课件两端质量指标控制方案之二问题：对上述两种方案进行关联分析、比较7/15/202124课件精馏塔多回路控制系统7/15/202125课件精馏塔解耦控制系统7/15/202126课件精馏塔的其他控制方案进料热焓控制，以克服进料温度与进料状态对产品质量的影响；进料前馈反馈控制，以适应进料量的变化，并提高控制质量；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。产品质量指标的“卡边”控制：关键技术：在线分析仪(软测量仪)+先进控制系统7/15/202127课件前馈反馈控制系统7/15/202128课件练

8、习题1某简单精馏塔如图所示，要求控制精馏段灵敏温度TR、回流罐液位LD、塔底液位LB，而可操作变量为回流量L、塔顶产品采出量D、塔底产品