精馏塔的结构及应用

第３卷第９期　２００８年９月　中国科技论文在线ＳＣＩＥＮＣＥＰＡＰＥＲ　ＯＮＬＩＮＥ　Ｖ０１．３　ＮＯ．９　Ｓｅｐ．２００８　

Ｃ＋＋在精馏塔的理论板计算中的应用　

姜凯华，孟献梁　

（中国矿业大学化工学院，江苏徐州２２１００８）　

摘要：采用逐板计算法，利用自编的ｃ＋＋程序进行了精馏塔理论板计算。实例证明，该方法生成的ｅｘｅ可　执行文件小，运行结果准确、快捷。　关键词：化学工程；理论板；逐板计算法；精馏塔；ｃ＋＋　中图分类号：ＴＱ０１５．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３・７１８０（２００８）０９—０６７７—４　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃ＋＋ｉｎ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｐｌａｔｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　Ｔｏｗｅｒ　

ＪＩＡＮＧ　ＫａｉＨｕａ，ＭＥＮＧ　Ｘｉａｎｌｉａｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　

Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ　２２　１００８）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ　ｓｔｅｐ—ｂｙ—ｓｔｅｐ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ．ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｐｌａｔｅ　ｏｆ　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｔｏｗｅｒ　ｉｓ　ｃｏｍｐｕｔｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｃ＋＋　

ｐｒｏｇｒａｍ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙ　ａｕｔｈｏｒｓ　ｔｈｅｍｓｅｌｆ．Ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｅｘｅ　ｅｘｅｃｕｔａｂｌｅ　ｆｉｌｅ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｓｍａｌｌ　

ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ａｎｄ　ｑｕｉｃｋｌｙ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｐｌａｔｅ；ｓｔｅｐ—ｂｙ—ｓｔｅｐ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ；ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｔｏｗｅｒ；Ｃ＋＋　

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T0402二氧化碳低温精馏塔

引言

二氧化碳低温精馏塔（T0402）是一种用于分离和提纯二氧化碳的设备。在某些工业和实验室应用中，高纯度的二氧化碳是必需的。T0402低温精馏塔通过一系列的蒸馏和冷凝步骤，可将气态混合物中的二氧化碳与其他气体有效分离，并获得高品质的二氧化碳产品。

本文档将介绍T0402二氧化碳低温精馏塔的结构、工作原理、操作指南以及维护保养事项。

结构

T0402二氧化碳低温精馏塔主要由以下几个部分组成：

1. 冷凝器：用于将气态二氧化碳冷凝成液态，并分离出其中的杂质气体。

2. 分馏柱：分为多个区域，通过逐步升温的方式将不同成分的气体分离。 未知驱动探索，专注成就专业

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3. 隔板：隔板在分馏柱中起到分区作用，帮助将混合物分离为不同的组分。

4. 泵：用于维持系统的压力，并使流体循环运动，促进分离效果。

工作原理

T0402二氧化碳低温精馏塔利用了二氧化碳和其他气体在低温下的不同沸点，通过蒸馏和冷凝的方式将二氧化碳分离出来。

首先，将混合物加入到分馏柱的底部。然后，通过控制冷凝器的温度，使分馏柱中的某一区域达到足够低的温度，使得其他气体的沸点低于该温度，而二氧化碳的沸点高于该温度。这样，其他气体会在该区域冷凝，而二氧化碳则继续向上升腾。

随着温度的升高，分馏柱中的下一个区域达到低温，同样的分离步骤将重复进行。通过逐步升温的方式，逐渐将混合物中的不同成分分离出来，最终获得高纯度的二氧化碳。

操作指南

以下是使用T0402二氧化碳低温精馏塔的操作指南： 未知驱动探索，专注成就专业

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1. 确保设备处于正常工作状态，并检查各个部件是否完好无损。

2. 将需要分离的混合物加入到分馏柱的底部。

3. 打开冷凝器，并设置合适的温度。根据混合物的成分和所需纯度，调节冷凝器的温度以实现最佳分离效果。

4. 开启泵，并调节压力以使流体循环运动。

5. 观察分馏柱的各个区域，并调节温度以实现逐步分离。

第６１卷第２期　２（）１０年２月　化　工　ＣｌＥＳＣ　学　报　Ｊｏｕｒｎａｌ　Ｖｏ１．６１　Ｎｏ．２　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１０　

丙烯精馏塔智能控制系统设计及应用　王振雷，叶贞成，钱　锋　（华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室，　化学工程联合国家重点实验室（华东理工大学），上海２００２３７）　摘要：针对乙烯生产装置丙烯精馏塔的工艺特征和操作特点，利用支持向量机在小样本数据建模中的优势，提　出一种基于支持向量机丙烯浓度软测量技术，解决了塔釜建模数据样本少的问题，实现了塔釜丙烯浓度在线测　茸。在一ｆ：述软测量系统的基础上，设汁了丙烯浓度智能控制系统。该系统采用模糊ＰＩＤ作为丙烯浓度控制器，　其输出量作为灵敏板温度控制器的设定值．与灵敏板温度控制构成串级调节系统，同时为了克服进料量对灵敏　板温度造成的干扰．设计了进料流量前馈控制器。丙烯浓度智能控制系统对塔釜丙烯指标进行实时控制・提高　了塔釜丙烯浓度的控制平稳度．解决了塔釜丙烯浓度超标问题。现场应用效果表明，该丙烯浓度软测量系统测　量精度高，控制系统可以有效控制塔釜丙烯浓度．取得了良好的控制效果，满足了工业现场运行的需要。　关键词：支持向量机；软测量；丙烯精馏装置；智能控制　中图分类号：ＴＰ　２７３　文献标识码：Ａ　文章编号：Ｏ４３８—１１５７（２０１０）０２—０３４７一Ｏ５　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｏｌｕｍｎ　ＷＡＮＧ　Ｚｈｅｎｌｅｉ，ＹＥ　Ｚｈｅｎｃｈｅｎｇ，ＱＩＡＮ　Ｆｅｎｇ　（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏＪ’Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏＪ’Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ；Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｅａ　ｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｅｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２３７・Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａ　ｓｏｆｔ　ｓｅｎｓｏｒ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｖｅｃｔｏｒ　ｍａｃｈｉｎｅｓ（ＳＶＭ）ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｅｓｔｉｍａｔｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｏｌｕｍｎ，ｗｈｉｃｈ　ｔｏｏｋ　ｉｎｔｏ　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｏｌｕｎｍ．Ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ＳＶＭ　ｉｎ　ｓｍａｌｌ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｗａｓ　ｔａｋｅｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ　ｓｅｎｓｏｒ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａｎ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ．Ａ　ｆｕｚｚｙ　ＰＩＤ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｓｔｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｏｎｅ　ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｓｌａｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｐｌａｔｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ　ａ　ｃａｓｃａｄｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｅｅｄ　ｓｔｏｃｋ，ａ　ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｓｏｆｔ　ｓｅｎｓｏｒ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｏｎｅ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｏｌｅｆｉｎ　ｐｌａｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｓｏｆｔ　ｓｅｎｓｏｒ　ＷａＳ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｅｎｏｕｇｈ　ｔｏ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｏｎ—ｓｉｔｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｗａｓ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｔｏ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ　ｌｉｍｉｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｐｏｒｔ　ｖｅｃｔｏｒ　ｍａｃｈｉｎｅｓ；ｓｏｆｔ　ｓｅｎｓｏｒ；ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｃｏｌｕｍｎ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　２００　１）１０　２０收到初稿，２００９—１１—０５收到修改稿。　联系人：钱锋。第一作者：王振雷（１　９７ｊ一），男，博士，　教授。　基金项目：国家杰出青年科学基金项目（６０６２５３０２）；国家高　技术研究发展计划项目（２００９ＡＡ０４Ｚ１５９，２００７ＡＡ０４１４０２）；高等　学校学科创新引智计划项目（Ｂ０８０２１）；上海市青年科技启明星计　划项目（０７ＱＡ１　４０１　５）；上海市重点学科建设项目（Ｂ５０４）。　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｄａｔｅ－２００９一ｌ０—２Ｏ．　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ：Ｐｒｏｆ．Ｑ１ＡＮ　Ｆｅｎｇ，ｆｑｉａｎ＠ｅｃｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｔｅｍ：ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｕｎｄ　ｆｏｒ　Ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ　Ｙｏｕｎｇ　Ｓｃｈｏｌａｒｓ（６０６２５３０２），ｔｈｅ　Ｈｉｇｈ—ｔｅｃｈ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（２００９ＡＡ０４Ｚ１５９，２００７ＡＡ０４１４０２），ｔｈｅ　１　１　１　Ｐｒｏｊｅｃｔ（１３０８０２１），Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｒｉｓｉｎｇ－Ｓｔａｒ　Ｐｒｏｇｒａｍ（Ａ　Ｔｙｐｅ）　（Ｏ７ＱＡ１４Ｏ１５）ａｎｄ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｌｅａｄｉｎｇ　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔ（Ｂ５Ｏ４）．

２００７年３５卷第２期　广州化工　・５９・　

精细化学品间歇精馏塔的改进及应用　

吴永贵　

（南京化工职业技术学院，南京２１００４８）　

摘　要：在间歇精馏釜内具气液分布器，并增设持液收集器，使在精馏末期的填料层持液不与釜内已提纯的纯组分相　

混合，减少塔顶产品损失，可省时又节能。实践证明该技术在化学工业中很有推广应用价值。　

关键词：精馏塔；填料塔；液体收集器　

Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ　Ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ　

Ｃｏｌｕｍｎ　ｏｆ　Ｆｉｎｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　

ＷＵ　Ｙｏｎｇ－ｇｕｉ　（Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００４８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ　ｗａｓ　ａｄｄｅｄ　ｔｏ　ａｎ　ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ　ｃｏｌｕｍｎ　ｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｔｈｅ　ｒｅｅｆｉｎｇ　

ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｒｏｍ　ｉｎｔｅｒｍｉｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｔｕｆｆ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｎｅａｒ　ｔｈｅ　ｅｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　

ｐｒｏｄｕｃｔ　ｌｏｓｓ，ｌｅｓｓｅｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｓａｖｅ　ｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｎ　ｔｏ　ｂｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｎｄ　ｈａｖｅ　ｂｉｇ　

ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｆｏｒ　ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ　ｃｏｌｕｍｎ；ｐａｃｋｅｄ　ｃｏｌｕｍｎ；ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ　

精细化学品用的精馏塔常为间歇精馏塔，因其结构简　单、投资省、操作弹性大、适应能力强，所以在小规模化工生　产中得到广泛的应用。尤其在产品批量小、纯度要求高（包