典型工业过程控制.ppt

简单控制系统是最简单、最基本、也是使用范围最广泛的一种形式，但是随着生产日趋大型、高速，对工艺参数的控制精度要求也日益提高，仅靠简单控制系统已满足不了生产的需求，所以出现了复杂控制系统。本章着重介绍各种复杂控制系统的组成、特点、工作过程与工程设计原则。精馏过程广泛应用于石油加工、化工、精细化工和轻工生产过程中。随着工业生产的不断发展，对产品质量的要求越来越高，对精馏过程而言就是对产品的纯度要求不断提高，这就对控制精度提出了更高的要求，由于精馏过程为多输入、多输出对象，被控参数之间有着比较复杂的关联关系，需要从系统工程的角度相互协调，统一考虑，因此控制系统较为复杂。由于精馏过程的自动控制极为重要且有一定难度，国内外许多专家都在从事这方面的研究。板式塔精馏装置的工艺过程为：原料液加入精馏塔中部的某一层塔板，该层塔板称为加料板。加料板将塔分成两部分：上部进行着蒸汽中易挥发组分的增浓，称为精馏段；下部（包括加料板）进行着液体中难挥发组分的提浓，称为提馏段。提馏段底部液体一部分被不断排出，作为塔底产品收集，一部分经再沸器加热汽化后重新送入塔中。塔顶蒸汽经冷凝器冷凝后，一部分作为塔顶产品排出，一部分回流入塔。显然，精馏塔的作用是使塔中上升汽流与下降液流充分逆流接触，并多次进行热量和质量交换，最终在塔顶和塔底得到组分浓度符合质量要求的合格产品。产品质量要求塔顶或塔底产品之一应保证达到质量指标规定的纯度要求，另一产品纯度应稳定在规定的范围内；或者塔顶、塔底产品均保证一定的纯度。对于二元组分精馏过程的质量通常用塔顶的轻组分产品和塔底重组分产品纯度进行控制。平稳运行要求为保证精馏过程的平稳运行，应当保持精馏过程的总产品输出量（塔顶馏出液和塔底釜液的总采出量）与进料量平衡，即保证物料平衡；同时应当保证精馏过程输入输出总能量的平衡，即保证能量平衡，使塔内的操作压力保持稳定。约束条件要求常用的精馏塔约束条件有：液泛限、漏液限、压力限和临界温差限。液泛限和漏液限是最大和最小气相速度限，当塔内气相速度过高时，将可能导致下层塔板的液相倒流到上层塔，产生液泛现象，影响正常操作；当塔内气相速度过低时，将产生塔板漏液，使得传热传质效率下降。压力限是塔的操作压力限制，一般是最大压力限，因为塔内压力不能过大，否则会影响塔内的汽液平衡，严重越限甚至会影响安全生产。临界温差限主要是指再沸器两侧的温差，当这一温差低于临界温差时，给热系数急剧下降，不能保证塔的正常传热需要。节能要求节能的主要要求是再沸器的加热量和冷凝器的冷却量消耗应符合一定的要求。根据精馏段质量指标控制回流量，保持再沸器加热量恒定这种控制方案优点是：控制回路滞后小，反应迅速，利于克服进入精馏段的扰动，保证塔顶产品质量，是精馏过程控制中最为常见的控制方案；缺点是：以回流量作为操纵变量，对精馏塔的平稳操作有影响。所以在调节参数整定时，采用PI控制，不必加入微分控制。此方案适用于回流比小于0.8和某些需要减小滞后的场合。根据精馏段质量指标控制馏出液流量，保持再沸器加热量恒定为这种控制方案，此方案的优点是：塔内回流基本不变，有利于精馏塔的平稳操作，若采用有积分作用的控制，当塔顶产品质量不合格时，塔顶馏出液会自动停止馏出，进行全回流，保证产品合格；缺点是：控制回路滞后大，反应慢。此方案适用于回流比较大的场合。根据提馏段质量指标控制加热量，保持回流量恒定这种控制方案的优点是：滞后小，反应迅速，有利于克服进入提留段的扰动，保证塔底产品质量，应用广泛，但V/F≥2.0时不采用此方案。缺点是：物料平衡与能量平衡之间有一定关联。该方案由于回流量恒定，故应保证回流量足够大，以便当塔的负荷最大时保证产品质量。第八章

典型工业过程控制精馏过程控制B，xBvF，zf蒸汽LD，xD进料馏出液冷剂回流釜液工艺简介精馏过程---将组分复杂的混合物通过传热、传质分离成纯度相对较高的单一化工产品的过程原理-----利用混合物中各组分相对挥发度不同，在一定的温度、压力下通过蒸发与冷凝，使液相中的轻组分和气相中的重组分互相转移，从而实现分离。精馏过程控制精馏过程的控制要求产品质量要求平稳运行要求约束条件要求节能要求精馏过程控制的目标是：在保证安全的前提下，满足工艺提出的质量指标，并尽可能降低原材料和能源消耗，提高效率，保证生产安全、平稳运行。精馏过程控制基本控制方案按精馏段指标的控制方案塔顶馏出液为主要