时间 教学方法、 分配 教学过程 手段 17.3精馏塔被控变量的选择 精馏塔被控变量的选择，主要讨论质量控制中的被控变量的确定，以及检测 点的位置等问题。通常，精馏塔的质量指标选取有两大类：直接的产品成分信号 和间接的温度信号。 即直接指标和间接指标 1、直接指标 产品成分 以产品成分的检测信号直接用作质量控制的被控变量，应该说是最为理态 的。但是却有以下的缺点： 分析仪表的可靠性差；分析测量过程滞后大，反应缓慢：成分分析针对不同 的产品组分，品种上较难一一满足。 2、间接指标 在一定的压力下，温度与成分之间也有近似的对应关系，即压力一定，保 持一定的温度，成分的误差可忽略不计。 温度点位骨： 塔顶分离物为产品时，温度放在塔顶精馏段控制 塔底分离物为产品时，温度放在塔 有时为 了兼顾塔顶、塔底入 品，可以 取进料板温度 控 这种做法称为中温控制 目的是希望能及时发现操作线左右移动的情况，但当分离要求较高时，难以正确 反映塔顶塔底的成分 塔顶温度受压力限制，变化很小，因而，有时取灵敏板温度。所谓灵敏板， 的 是当塔受到干扰或控制作用时，塔内各板的组分都将发生变化，随之各搭板的温 探究式 选 度也将发生变化，当达到新的稳态时， 温度变化最大的那块塔板即称为灵敏板 讲授法 压力补偿温度 温度控制恒定时，压力的微小波动，对产品的成分影响很大，因此需要对压 力的波动加以补偿 (1)直接压力补偿图17-3 4 △T枚E=K△P=K(P-P) 分 Kpo 8 z-T-Kp+Kpo & P—塔压测量值P。—塔压额定值 校正后的温度值应为：Z=T-KP+KP。 这种压力补偿只适用于压力P在小范围内的波动 -5
- 5 - 时间 分配 教学过程 教学方法、 手段 精 馏 塔 被 控 变 量 的 选 择 20 分 钟 17.3 精馏塔被控变量的选择 精馏塔被控变量的选择，主要讨论质量控制中的被控变量的确定，以及检测 点的位置等问题。通常，精馏塔的质量指标选取有两大类：直接的产品成分信号 和间接的温度信号。 即直接指标和间接指标 1、直接指标——产品成分 以产品成分的检测信号直接用作质量控制的被控变量，应该说是最为理想 的。但是却有以下的缺点： 分析仪表的可靠性差；分析测量过程滞后大，反应缓慢；成分分析针对不同 的产品组分，品种上较难一一满足。 2、间接指标——温度 在一定的压力下，温度与成分之间也有近似的对应关系，即压力一定，保 持一定的温度，成分的误差可忽略不计。 温度点位置： 塔顶分离物为产品时，温度放在塔顶——精馏段控制 塔底分离物为产品时，温度放在塔底——提馏段控制 有时为了兼顾塔顶、塔底产品，可以取进料板温度，这种做法称为中温控制。 目的是希望能及时发现操作线左右移动的情况，但当分离要求较高时，难以正确 反映塔顶塔底的成分 塔顶温度受压力限制，变化很小，因而，有时取灵敏板温度 。所谓灵敏板， 是当塔受到干扰或控制作用时，塔内各板的组分都将发生变化，随之各塔板的温 度也将发生变化，当达到新的稳态时，温度变化最大的那块塔板即称为灵敏板 3、压力补偿温度： 温度控制恒定时，压力的微小波动，对产品的成分影响很大，因此需要对压 力的波动加以补偿 （1）直接压力补偿 图 17-3 K P T = Δ Δ ( ) ΔT校正 = KΔP = K P − P0 P ——塔压测量值 P0 ——塔压额定值 校正后的温度值应为： Z = T − KP + KP0 这种压力补偿只适用于压力 P 在小范围内的波动 探究式 讲授法 ∑ KpO z=T-Kp+KpO P Kp T T
(2)温差控制 压力的变化，塔顶各板的温度同时变化，某两点温差控制，可消除压力影响 长键是温差的取值大 探究式 (3)双温差控制 讲授法 钟 为了克服温差控制中的不足之处，人们提出了双温差控制，即分别在精馏段 和提馏段上选取温差信号，然后把两个温差信号相减，以这个温差的差作为间接 质量指标讲行格制 多媒体 (4)多点质最估计器 演不法 对双温差控制作进一步的推演，出现了多点质量估计器的控制。它根据精馏 塔的多点质量分布的情况作为质量指标进行控制，其控制效果将得到进一步的提 高。其实质是一种推渐控制，对于如进料组分等不可测的扰动，利用一些易测变 板书、 量一多点温度来推断扰动对产品成分的影白。通时控制作用来克服扰动，使产 互动法 品质量稳定在工艺指标上。 17.4精馏塔的整体控制方案 精馏 精馏塔是一个多变量的被控过程，可供选择的被控变量和操纵变量是众多 塔的 的，选定一种变最的配对，就组成一种精馏塔的控制方案。 141物料平衡方 特点是：无质量控制 (无温度控制)，只要保持DF(或BF)和VF一定，完 全按物料及能量平衡关系进行控制。适用于对产品质量要求不高以及扰动不多的 方案 概述 情况。方案简单方便，但是适应性不高，目前在精馏控制中的应用不多 图17-1017-11 17.42盾量指标控制 15 通过温度控制成分 精馏塔的质量指标只设定一个，分别称为精馏段控制和提馏段控制。操作变 钟 量的选择不一，可分别称之能量平衡控制（直接控制）和物料平衡控制（间接控 制) 控制手段：塔顶、塔底回流、塔釜加热量 p333图17.12 控制方案1、2、3、41、2一般适用于精馏段控制，3、4适用于提馏段 制。而且1、4属于物料平衡控制，方案2、3则属于能量平衡控制 P334-335图17-13、14、15、16 共同特点：恒定控制塔顶或塔底回流量，有利于平稳操作
- 6 - 5 分 钟 精馏 塔的 整体 控制 方案 概述 15 分 钟 （2）温差控制 压力的变化，塔顶各板的温度同时变化，某两点温差控制，可消除压力影响， 关键是温差的取值大小。 （3）双温差控制 为了克服温差控制中的不足之处，人们提出了双温差控制，即分别在精馏段 和提馏段上选取温差信号，然后把两个温差信号相减，以这个温差的差作为间接 质量指标进行控制。 （4）多点质量估计器 对双温差控制作进一步的推演，出现了多点质量估计器的控制。它根据精馏 塔的多点质量分布的情况作为质量指标进行控制，其控制效果将得到进一步的提 高。其实质是一种推断控制，对于如进料组分等不可测的扰动，利用一些易测变 量——多点温度来推断扰动对产品成分的影响，通过控制作用来克服扰动，使产 品质量稳定在工艺指标上。 17.4 精馏塔的整体控制方案 精馏塔是一个多变量的被控过程，可供选择的被控变量和操纵变量是众多 的，选定一种变量的配对，就组成一种精馏塔的控制方案。 17.4.1 物料平衡控制方案 特点是：无质量控制（无温度控制），只要保持 D/F(或 B/F)和 V/F 一定，完 全按物料及能量平衡关系进行控制。适用于对产品质量要求不高以及扰动不多的 情况。方案简单方便，但是适应性不高，目前在精馏控制中的应用不多 图 17-10 17-11 17.4.2 质量指标控制 通过温度控制成分 精馏塔的质量指标只设定一个，分别称为精馏段控制和提馏段控制。操作变 量的选择不一，可分别称之能量平衡控制（直接控制）和物料平衡控制（间接控 制） 控制手段：塔顶、塔底回流、塔釜加热量 P333 图 17-12 控制方案 1、2、3、4 1、2 一般适用于精馏段控制，3、4 适用于提馏段控 制。而且 1、4 属于物料平衡控制，方案 2、3 则属于能量平衡控制 P334-335 图 17-13、14、15、16 共同特点：恒定控制塔顶或塔底回流量，有利于平稳操作 探究式 讲授法 多媒体 演示法 板书、 互动法