精馏塔的自动控制

乙烯精馏塔自动控制系统简介精馏过程的实质，就是利用混合物中各组份具有不同的挥发度，即在同一温度下各组份的蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组份转移到汽相中，而汽相中的重组份转移到液相中，从而实现分离的目的。

乙烯精馏塔是乙烯装置分离系统的关键设备。

他的控制方案是否合理，先进，将直接影响乙烯产品的产量与质量。

因此，了解精馏塔的自动控制情况很有必要。

标签：乙烯精馏塔；自动控制系统乙烯精馏塔的主要作用是生产合格的乙烯产品，重要参数是侧线乙烯产品中乙烷含量，侧线液体乙烯产品合并直接送至储罐FB-401A-F，从储罐可分别送至高压乙烯产品系统和低压乙烯产品系统。

装置二期改造后，用并联的两台乙烯精馏塔EN-DA-402和ES-DA-2402进行乙烯精馏。

1 精镏塔的控制目的①质量指标：对于一个二元精镏塔，其质量指标是，在保证塔顶产品和侧线采出符合规定的纯度的同时，塔底应尽量少带塔顶轻组分，以减少损失；②物料平衡：塔顶馏出物+釜液采出量=进料量。

而且这两个采出量变化应比较平稳，以保证上下工序的平稳操作。

此外，塔内压力恒定与否对塔的物料平衡有很大影响；③热平衡：进入精馏塔各物料带进去的热量和离开系统带走的热量相等；④约束条件：为了使塔正常操作，必须满足一些约束条件，例如塔的操作压力必须稳定，否则将破坏物料平衡，为了系统的安全稳定运行，必须设置一些诸如联锁、超弛等保护系统。

2 精馏塔的压力控制系统每个精馏塔的操作均是在压力维持恒定的前提下进行的。

压力如果不恒定，会影响每块塔板上气液平衡条件和塔的物料平衡，会使塔的正常操作受到破坏，从而引起产品质量的恶化。

对于乙烯精馏塔来说，其塔压控制过程为：一般情况下，乙烯精馏塔的压力由压力控制器（PRCA-421），通过调整塔顶冷凝器EN-EA-405的丙烯冷剂流量，以改变气相冷凝速度来使塔压恒定；同时又和LC501组成高液位超弛控制系统，保证冷凝器液位不致过高，从而保证压缩单元的稳定操作。

精馏塔控制系统设计精馏塔控制系统是指用于控制精馏装置运行的自动化系统。

精馏塔是化工过程中常用的一种分离设备，用于将混合物按照不同组分进行分离，并获得精馏产品。

精馏塔控制系统设计的目标是实现对塔内温度、压力、流量等参数的自动调节，以保持塔的稳定运行和达到设定的产品品质和产量要求。

1.系统的安全性：由于精馏塔操作涉及到高温高压的条件，系统的安全性是首要考虑因素。

安全系统应该能及时发现并处理可能的危险情况，如超压、超温等，确保塔内的操作条件始终处于安全范围内。

2.过程控制策略：根据塔的物料性质和操作要求，设计合理的控制策略。

常见的控制策略包括温度控制、压力控制、流量控制等。

需要根据塔内的反应动力学特性和传热传质特性来优化控制策略，比如采用多变量控制或者模型预测控制等。

3.仪表设备选型：根据控制策略选择合适的仪表设备，如温度传感器、压力传感器、流量计等。

仪表设备应具有高精度、稳定性好和耐高温高压等特点，以满足精馏塔操作的要求。

4.控制系统架构设计：根据控制策略和仪表设备的选择，设计控制系统的架构。

控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和通信网络等部分。

传感器用于测量塔内的物理参数，执行器用于调节塔内的操作条件，控制器用于处理传感器的测量信号并确定下一步的控制策略，通信网络用于传输和共享数据。

5.监控系统设计：精馏塔的操作过程需要实时监控，及时发现和处理异常情况。

监控系统应能对塔内各项参数进行实时显示和记录，并提供报警、故障诊断和数据分析等功能。

监控系统可以采用人机界面、数据采集系统、故障诊断系统等多种形式。

在精馏塔控制系统的设计中，需要充分考虑各种可能的操作变量、工艺的稳定性、产量和能耗等方面的要求。

通过合理的控制系统设计，可以实现对精馏塔的准确控制，提高产品质量和产量，降低能耗和运行成本。

精馏塔压力自控流程讲解下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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2018年09月气，这两者都是腐蚀性介质，他们贯穿系统的整个部分。

所以设备的腐蚀问题一直是装置平稳运行的最大阻力。

反应器床层积炭、积硫，会造成超温、压降增大，降低硫转化率。

加氢反应器入口温度过低会影响到反应器催化剂的活性，导致尾气SO 2排放不达标。

因此设备也是排放达标与否的关键因素。

3针对降低SO 2排放制约因素的改进方法3.1优化原料由于上游酸性水汽提装置产生的酸性气含有较多的氨，所以就需要对酸性水汽提装置的操作进行优化、稳定操作，同时需要在溶剂再生装置内增加富胺液闪蒸罐以便可以提高富胺液的停留时间同时可以提高脱油工作的实际操作。

相关工作人员在进行上游当中的加氢设备操作非计划停工时要注意含氨的酸性气量要低于清洁酸性气量，同时还需要在保证净化后的水在合格的情况下降低酸性气中的氨含量，以便可以有效的降低制硫过程中氨所发生的副反应。

由此一来，通过这类方法就可以将硫磺回收装置中的SO 2的排放浓度稳定在100mg/立方米左右[3]。

3.2改进工艺由于制硫工艺会受制在整体工艺操作弹性之内，所以为了可以消除这种限制就需要对工艺方式进行改进，以便可以降低SO 2的排放，从而提高硫磺回收装置在实际应用中的有效性。

对酸性气流量进行控制与稳定的过程中调整配风比的操作，将H 2S/SO 2之间的比值控制并稳定在2:1前后。

与此同时还可以增加贫胺液再生系统的循环量，以便可以减少由上游装置不稳定而产生的贫胺液对H 2S 吸收效果不佳的事情发生。

除此之外，还可以将液硫脱气废气的传统焚烧方式改为制硫焚烧方式，由于酸性气中含有的烃成分与氢气较多，所以焚烧过程中的温度就需要控制在1250℃左右，在实际焚烧的过程中，水蒸气会对焚烧炉内的温度造成一定的影响，所以采用制硫焚烧的方式可以有效的降低SO 2的质量浓度。

3.3更换设备制硫焚烧炉的内部结构在实际应用的过程中可以有效的解决炉径大以及内异径位置脱落的现象。

传统的刚玉质浇注料材质，由于其抗热振性能较差，较易出现剥落、脱落等情况。

精馏塔自动控制系统设计内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验）任务书摘要精馏塔是石油化工、医药等领域常见的生产过程装备,是较为典型的单元生产过程,精馏塔的过程变量多,各变量之间关系复杂,本文通过对精馏塔工艺、生产过程中主要的扰动变量进行分析,引出提馏段温度控制方案、精馏段温度控制方案,为工程技术人员设计精馏塔过程控制系统提供参考蒸气由塔底进入。

蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。

由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。

塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

精馏的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝,利用其中各组份挥发度不同的特性，实现分离目的的单元操作。

蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。

精馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α）的特性，实现分离目的的单元操作。

蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。

本节以两组分的混合物系为研究对象，在分析简单蒸馏的基础上，通过比较和引申，讲解精馏的操作原理及其实现的方法，从而理解和掌握精馏与简单蒸馏的区别（包括：原理、操作、结果等方面）。

近年来出现的超重力精馏技术，使巨大的塔设备变为高度不到2米的超重力精馏机，达到增加效率、缩小体积的目的。

关键词：精馏原理，精馏塔，工艺，过程控制目录第一章精馏塔概述 (5)1.1精馏塔控制的研究背景及意义 (5)1.2精馏塔控制系统的目的 (5)第二章生产工艺 (8)2.1工艺流程的说明 (8)2.2精馏塔的控制要求及主要干扰 (11)2.3精馏塔的装置的工艺流程 (14)第三章自动装置的确定 (15)3.1PLC、DCS、FCS的发展 (15)3.2PLC、DCS、FCS的特点 (16)3.3PLC、DCS、FCS的差异 (17)第四章精馏塔控制方案设计 (20)4.1控制方案和回路的设计 (20)4.2精馏塔控制要求 (24)4.3精馏塔工艺因数影响及系统维护 (25)第五章检测仪表、执行机构和辅助仪表的选型 (27)5.1如何选择检测仪表和调节阀 (27)5.2变送器和流量仪表的选型 (27)5.3物位测量仪表的选择 (30)附录 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第一章精馏塔概述1.1 精馏塔控制的研究背景及意义精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。

V SθF,F ,Z F B ,X B L R D ,X D 图1 精馏塔的物料流程图精馏塔控制及设计摘要：精馏操作是化工生产过程中一个十分重要的环节，精馏的实质，就是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，而汽相中的重组分转移到液相中，从而实现分离的目的。

关键词 自动化控制 物料平衡和能量平衡 温度控制一、精馏塔介绍一般精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐以及再沸器等设备组成，如图（1）精馏塔的物料流程图中所示。

精馏塔的控制直接影响到工厂的产品质量、产量和能量的消耗.。

随着化工的迅速发展，精馏操作应用越来越广泛。

由于所分离的物料组分不断增多，对分离产品的纯度要求亦不断提高，这就对精馏的控制提出了更高的要求。

此外，对于精密精馏，由于所分离产品的纯度要求很高，若没有相应的自动控制与其配合，就难于达到预期的效果。

因此，精馏塔的自动控制极为重要，亦很受到人们的注意。

二、精馏塔的控制要求精馏塔的控制目标是，在保证产品质量合格的前提下，回收率最高和能耗最低，或使塔的总收益最大，或总成本最小，一般来讲应满足如下三方面要求。

（1）质量指标 塔顶和塔底产品之一应保证合乎规定的纯度，另一产品的成分亦应维持在规定范围；或者塔顶和塔底的产品均应保证一定的纯度。

就二元组分精馏塔来说，质量指标的要求就是 使塔顶产品中的轻组分含量和塔底产品中重组分的含量符合规定的要求。

而在多元组分精馏塔中，通常仅对产品质量影响较大的关键组分可以控制。

（2）物料平衡和能量平衡塔顶馏出液和塔底釜液的平均采出量之和应该等于平均进料量，而且这两个采出量的变动应该比较和缓，以利于上下工序的平稳操作，塔内及顶、底容器的蓄液量应介于规定的上下限之间。

精馏塔的输入、输出能量应平衡，使塔内操作压力维持稳定。

（3）约束条件为保证精馏塔的正常、安全操作，必须使某些操作参数在约束条件之内，常用的精馏塔限制条件为液泛限、漏液限、压力限及临界温差限等。

自动控制精馏实验装置使用说明书一、装置与流程1、简介：本装置主要包括三个部分：精馏设备、控制柜、软件系统。

下面分别加以说明。

A、精馏设备主要由精馏塔体、精密精馏塔头、多组分接输器、电加热套、不锈钢框架组成。

塔体固定在不锈钢框架上，全部由玻璃制成，塔外壁采用新保温技术制成透明导电膜，精馏时通电加热保温以抵消热损失。

在塔的外部还罩有玻璃套管，既能绝热又能观察到塔内气液流动情况。

（1）Ф25×1000mm透明导电膜保温控温精馏柱，柱中间位置有测温铂电阻Pt100；（2）填料: Ф3 不锈钢填料；（3）保温套管直径 : 60～80mm；（4）保温加热功率:300w；套管上端有加热线、测温线接口；（5）釜容积：1000ml；（6）精密精馏头：为一蛇管式换热器，换热面积为0.06m2。

（7）回流分配装置由回流分配器与控制器(回流比表和电磁铁)组成。

回流分配器由玻璃制成，两个出口管分别用于回流和采出，引流棒为一根φ4mm的玻璃棒(或带磁铁三角漏斗)，内部装有铁芯，可在控制器的作用下实现引流。

此回流分配器既可通过控制器实现手动控制回流比（回流与采出的时间），也可通过计算机实现自动控制。

（8）多组分接输器。

在减压精馏过程中，使用多组分接输器，可以使整个体系真空稳定，特别是取瞬时样和更换馏分时。

其使用方法如下：（1）接收馏分时，三通和旋塞的状态如图3-1，精馏系统可以从b-a，b-c抽气；（2）取瞬时样和更换馏分时，三通阀在图3-1基础上逆时针旋转90度，精馏系统通过a-c 抽气，旋塞旋转180度，接受器可以从排空管泄气，使内外压力平衡以便更换接受器或者取样分析。

（3）更换新的接受器时，需在接受器磨口涂抹硅脂，连接上接输器后，旋转一圈使磨口接触紧密；旋塞旋转90度，关闭排空，三通再逆时针旋转90度，使精馏系统处于密闭状态，接受器通过c-b抽真空，压力稳定后，使三通和旋塞回复图3-1状态（注意旋塞旋转方向，勿使接受器排空），继续接收馏分。

精馏回流如何控制塔顶回流控制分两种情况：一是手动控制（强制回流），一是自动控制。

自动控制时：回流量受塔顶采出量的影响。

当进料量不变时，要控制好塔顶采出量。

若塔顶采出量增大，回流比减小，气液接触不好，塔顶产品的质量不合格。

如果进料量加大，要计算出塔顶采出增加量，采出过小，回流量增加，回流量增大，塔内物料增多，上升蒸汽速度增大，塔顶与塔釜的压差增大，严重时会引起液泛；采出过大，回流量减小，气液接触不好，塔顶产品的质量不合格。

手动控制时在精馏塔正常操作时，只要塔顶产品质量没有大的变化，塔的回流量变化很小，甚至可以保持不变。

在实际操作中，回流量基本不受进料量的影响。

要保持回流罐液位，不能出现满罐或抽空现象。

一、开车前应该做什么准备？开车前检查精馏塔，尽早发现缺陷和差错,尽早进行修复,所花费的时间最短,其费用也能减到最小,所以应提倡边安装边检查。

开车前应该做的准备：1.检查水、电、气（空气、氮气）、汽（水蒸气）是否符合工艺的要求；2.传动设备是否备二待用；3.设备、仪表、安全设施是否齐全好用；4.所有的阀门要处于关闭状体；5.个水冷凝（冷却）器要通入少量的水预冷，加热釜要通少量的蒸汽预热；6.设备内的氧含量应符合投料的要求；7.做好前后工段（或岗位）的联系工作，特别要联系好原料的来源供应及产品的贮存、输送，通知分析室准备取样分析。

二、精馏塔开车有哪些步骤？开车是生产中十分重要的环节,它是建设一套装置花费的人力、物力和财力即将形成为生产力的转折点。

开车的目标是缩短开车时间,节省开车费用,避免可能发生的事故,尽快取得合格产品。

精馏塔开车一般步骤：1.制定出合理的开车步骤，时间表和必须的预防措施；准备好必要的原材料和水电汽供应；配备好人员编制，并完成相应的培训工作等。

2.此时，塔的结构必须符合设计要求，塔中整洁，无固体杂物，无堵塞，并清除了一切不应存在的物质，例如塔中含氧量和水分含量必须符合规定；机泵和仪表调试正常；安全措施已调整好。

浅谈精馏塔的控制方案摘要：精馏过程是一个多变量的传质过程，对于不同工况，不同要求的精馏塔，其控制方案也是有差别的，因此，针对不同的工艺要求，根据工艺过程的特点，选择不同的控制方案，对于精馏塔的稳定操作以及产品质量的控制起着至关重要的作用。

关键字：精馏塔加压精馏减压精馏自动控制一、概述精馏过程是一个传质过程，在石油化工装置中的应用非常广泛，主要是利用混合液中各组分的相对挥发度的不同，即在同一温度下各组分的蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到气相中，而使气相中的重组分转移到液相中去，从而达到组分分离的目的。

精馏多用于产品或半产品的分离，使之达到规定的纯度。

从工艺角度来讲，同是精馏塔，实际上是千差万别的，虽然都是传质过程，但对于分离物质物性、要求相差很多，因为精馏的操作压力与温度是由为建立适当的气液两相共存的条件所决定的，根据不通的混合物和特性，精馏过程一般可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏（真空精馏）三类。

（1）常压精馏常压下，沸点在室温以上到150℃左右的混合物通常在常压下进行精馏，这样，无论在选择再沸器热剂（如水蒸气），还是在选择冷凝器冷剂（如水或空气）时，都是非常方便可行。

（2）加压精馏对于常压下沸点在室温以下的混合物，为了提高其沸点，同时使其能够使用室温的冷却剂，降低能耗，常采用加压精馏。

例如乙烯乙烷混合物分离。

（3）减压精馏（真空精馏）在常压下沸点较高，或者在较高温度下易发生分离、聚合等反映的热敏性物质的混合物，为了降低其沸点，尝尝采用减压操作，例如乙苯与苯乙烯的混合物的分离。

正是因为不同的精馏塔，工艺对控制要求也不尽相同，同时精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程，其内在机理复杂，动态相应迟缓，变量之间相互关联，所以精馏塔的控制对于整个装置稳定操作、安全运行以及产品质量都起着至关重要的作用。

同时，精馏过程中存在着气液两相之间的相变过程，需要加热和冷却，能耗较大，随着现在人们对节能意识的提高，精馏塔的节能控制也是十分重要的。

自动控制精馏说明书自动控制精馏实验装置使用说明书一、装置与流程1、简介：本装置主要包括三个部分：精馏设备、控制柜、软件系统。

下面分别加以说明。

A、精馏设备主要由精馏塔体、精密精馏塔头、多组分接输器、电加热套、不锈钢框架组成。

塔体固定在不锈钢框架上，全部由玻璃制成，塔外壁采用新保温技术制成透明导电膜，精馏时通电加热保温以抵消热损失。

在塔的外部还罩有玻璃套管，既能绝热又能观察到塔内气液流动情况。

（1）Ф25×1000mm透明导电膜保温控温精馏柱，柱中间位置有测温铂电阻Pt100；（2）填料: Ф3 不锈钢填料；（3）保温套管直径 : 60～80mm；（4）保温加热功率:300w；套管上端有加热线、测温线接口；（5）釜容积：1000ml；（6）精密精馏头：为一蛇管式换热器，换热面积为0.06m2。

（7）回流分配装置由回流分配器与控制器(回流比表和电磁铁)组成。

回流分配器由玻璃制成，两个出口管分别用于回流和采出，引流棒为一根φ4mm的玻璃棒(或带磁铁三角漏斗)，内部装有铁芯，可在控制器的作用下实现引流。

此回流分配器既可通过控制器实现手动控制回流比（回流与采出的时间），也可通过计算机实现自动控制。

（8）多组分接输器。

在减压精馏过程中，使用多组分接输器，可以使整个体系真空稳定，特别是取瞬时样和更换馏分时。

其使用方法如下：（1）接收馏分时，三通和旋塞的状态如图3-1，精馏系统可以从b-a，b-c抽气；（2）取瞬时样和更换馏分时，三通阀在图3-1基础上逆时针旋转90度，精馏系统通过a-c 抽气，旋塞旋转180度，接受器可以从排空管泄气，使内外压力平衡以便更换接受器或者取样分析。

（3）更换新的接受器时，需在接受器磨口涂抹硅脂，连接上接输器后，旋转一圈使磨口接触紧密；旋塞旋转90度，关闭排空，三通再逆时针旋转90度，使精馏系统处于密闭状态，接受器通过c-b抽真空，压力稳定后，使三通和旋塞回复图3-1状态（注意旋塞旋转方向，勿使接受器排空），继续接收馏分。