精馏塔自控系统设计开题报告

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。

DN700甲醇精馏塔设计一、甲醇精馏塔设计的背景与意义精馏塔是化工工业中广泛使用，是分离工艺中的重要设备。

而精馏是甲醇生产的重要后处理工序，在甲醇生产中占据重要的位置。

甲醇精馏塔是精馏的核心设备，它与产品质量回收率消耗定额三废排放及处理等方面密切相关甲醇精馏塔既可采用板式塔，也可采用填料塔。

近年来，我国精馏塔内件技术有了长足发展，如高效导向筛板、新型垂直筛板、新型导向浮阀塔板及新型规整填料等技术开始被广泛采用[1]。

甲醇精馏装置是甲醇生产的重要处理工序，其能耗占甲醇生产总能耗20%左右。

甲醇精馏技术的好坏直接关系到精甲醇的质量；先进、节能、高效的精馏装置，对降低成本、节能降耗、提高产品竞争力和企业经济效益起到重要的作用。

加强对甲醇精馏塔的研究与改进，不断满足化学工业的要求，达到低成本、低耗能、节能环保、绿色高效等要求，有利于我国化学工业科学快速的发展，不断赶上国际以及发达国家的脚步，提升自己的竞争实力。

二、国内外对本课题的研究现状现阶段，国内外的研究聚焦于新型高效性能塔板的开发及工业应用；塔板设计、开发更趋于科学化的方向。

在填料塔研究方面，不断研究新型、高效的填料来提高填料塔的效能。

随着时代的发展，国内外对精馏塔的研究更趋向于经济、安全、高效、清洁方向发展，推动精馏设备的前进与发展。

2.1精馏塔的发展从精馏设备的历史发展来看，精馏技术与石油、化学加工工业的发展是相辅相成、相互刺激、共同进步的发展关系。

精馏技术的任何进步，都会极大刺激化学加工工业的技术发展，同样在石油、化学加工工业发展的每一个历史阶段都会对精馏设备技术提出更高的要求。

①.阶段一：20～50年代1920年，有溢流的泡罩塔板开始应用于炼油工业，开创了一个新的炼油时代泡罩塔板对设计水平要求不高、对各类操作的适应能力强、对操作控制要求低等特性在当时被认为是无可替代的板型Rachig环填料塔主要应用于较小直径的无机分离塔设备中，同时也开发了Pall环，标志着现代乱堆填料的诞生②.阶段二：50～70年代消除放大效应的研究：AIChE研究浮阀塔板的开发FRI的成立系统化的设计方法：1955年，Monsanto公司的Bolles发表了著名的“泡罩塔板设计手册”，首先提出了科学的、规范化塔板设计技术，该方法到目前为止仍然广泛流行大孔筛板的研究③.阶段三：70～90年代大型液体分布器的基础研究，使得填料塔的放大研究成功，并在减压塔中应用获得极大的经济效益和社会效益计算机应用（辅助精馏塔放大效应的研究，计算塔板效率；精馏过程设计）新型高性能浮阀塔板的开发及应用④.阶段四：80末至今新型高效性能塔板的开发及工业应用塔板设计、开发更趋于科学化的方向现有精馏设备的优点：结构简单，造价低；生产能力大，分离效率高；操作弹性大，精馏效率较高。

《过程控制系统设计》之课堂讨论论文空分精馏塔的仪表控制系统设计目录1空分精馏塔的流程介绍与分析 (3)1.1流程分析 (3)1.2工作原理 (4)1.3流程特点 (5)1.4流程缺点 (5)2各管道线路中被控变量及其相应的操作变量、被测变量的确定 (6)2.1相关准则 (6)2.2确定变量 (8)3选择控制策略和控制结构 (9)4PID调节器参数整定 (10)4.1产品出口压力的串级控制 (10)4.2主换热器出口处气体流量的反馈控制 (14)4.3下塔液空液位控制 (15)5仪表选型 (18)5.1温度类仪表的选择 (18)5.1.1温度传感器TE (18)5.1.2温度变送器TT (20)5.1.3温度显示仪表TI (21)5.2压力类仪表的选择 (21)5.2.1压力传感器PE (21)5.2.2压力变送器PT (23)5.2.3压力显示仪Pdi (24)5.3流量类仪表的选择 (25)5.3.1流量计FE (25)5.3.2流量变送器FT (26)5.4其他类型仪表的选择 (27)5.4.1纯度检测仪AIAS (27)5.4.2PID调节器 (27)6阀门的选型 (28)6.1产品氧气出口处阀门选型： (28)6.2产品氮气出口处阀门选型： (30)6.3液氮出口阀门选型 (32)7总结及感想 (33)摘要：为了充分了解控制系统的设计过程，小组以空分精馏塔为研究对象，选择其仪表控制系统的设计作为研究课题，从最初的确定各类变量，到后续的控制系统的确定，再到最后的具体仪表的选型，小组成员逐一进行了分析和讨论。

最终绘制了精馏塔部分的仪表控制系统流程图，并给出了各仪表的具体型号、量程、精度等技术数据。

关键词：仪表控制系统空分精馏塔选型变量1空分精馏塔的流程介绍与分析1.1流程分析图 1-1空分精馏塔流程图上图为分子筛吸附增压空气膨胀空分设备流程简图，简明详细地将空气分离过程表达出来。

这套设备与过去的空分设备最大的不同在于分子筛吸附器的使用，因此也被称为“第四代空分”，而分子筛净化空气的“前端净化”技术，代表着20世纪70年代国际空分设备流程发展的主导方向。

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。

连续精馏塔装置控制系统设计开题报告本科生毕业设计（论文）开题报告题目：连续精镏实验装置控制系统设计姓名：学号：200806220131年级：08 专业：化学化工与工艺指导教师：姓名董凯职称学科年月日说明一、开题报告前的准备毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求导师意见，讨论题意与整个毕业设计（论文）（或设计）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成：1．研究（或设计）的目的与意义。

应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。

有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。

2．国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。

在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。

3．课题研究（或设计）的内容。

要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。

研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。

4．研究（或设计）方法。

科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。

因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）或完不成设计任务。

5．实施计划。

要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。

二、开题报告1．开题报告可在导师所在教研室或系内举行，须适当请有关专家参加，导师必须参加。

报告最迟在毕业（生产）实习前完成。

2．本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、导师、所在系（要原件）各一份。

三、注意事项1．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。

乙醇精馏塔的开题报告1. 引言乙醇精馏是一种常用的分离技术，广泛应用于工业生产和实验室研究中。

乙醇精馏塔作为乙醇精馏中的核心设备，起到了关键的作用。

本开题报告旨在对乙醇精馏塔进行初步的研究，为后续的详细设计提供依据。

2. 研究目的和意义乙醇精馏塔的设计和优化对乙醇的分离纯化具有重要的意义。

通过研究乙醇精馏塔的设计参数，可以提高乙醇产率和纯度，降低生产成本，实现经济效益和环境效益的双重提升。

因此，本研究的目的是对乙醇精馏塔的性能和操作进行深入的研究和优化。

3. 研究方法本研究将采用以下方法进行乙醇精馏塔的研究：1.文献调研：收集相关乙醇精馏塔的设计和优化方面的文献，对已有研究进行综述分析；2.实验研究：设计和搭建一个小型乙醇精馏塔实验装置，通过改变操作条件，测量和分析乙醇精馏塔的性能指标，如乙醇纯度、产率等；3.数值模拟：利用计算流体力学（CFD）软件对乙醇精馏塔进行数值模拟，探索不同操作参数对乙醇分离效果的影响。

4. 预期结果通过以上研究方法，我们预期可以得到以下结果：1.对乙醇精馏塔设计和优化方面的文献进行综述分析，总结目前已有的研究成果和不足之处；2.实验研究可以得到乙醇精馏塔在不同操作条件下的性能指标，如乙醇纯度和产率的变化规律；3.数值模拟可以模拟和分析乙醇精馏塔的内部传质和传热过程，揭示操作参数对乙醇分离效果的影响规律。

5. 计划安排本研究的计划安排如下：1.第一阶段（1个月）：文献调研和综述分析，了解乙醇精馏塔的相关设计和优化研究；2.第二阶段（2个月）：设计和搭建小型乙醇精馏塔实验装置，进行实验研究；3.第三阶段（2个月）：收集实验数据，进行数据分析和结果总结；4.第四阶段（1个月）：利用CFD软件进行乙醇精馏塔数值模拟研究；5.第五阶段（1个月）：整理实验和模拟结果，撰写乙醇精馏塔的设计和优化报告。

6. 预期贡献本研究的预期贡献包括：1.对乙醇精馏塔设计和优化方面的文献进行综述分析，为后续研究提供参考；2.实验研究可以得到乙醇精馏塔的性能指标变化规律，为工业生产提供优化方案；3.数值模拟可以揭示乙醇精馏塔内部传质和传热过程的细节，为塔的设计和操作提供理论依据。

1.毕业设计题目的来源及实际意义1.1实际意义本设计题目是精馏塔自动控制系统设计，精馏过程是石油和化工生产中应用极为广泛的生产过程，它是利用混合液中各组分挥发度的不同，将各组分进行分离以提取达到规定纯度要求的产品。

精馏过程是一个非常复杂的过程，其关键设备是精馏塔，。

在精馏操作中，被控变量多，可以选用的操作变量也多，它们之间又可以有多种不同组合。

所以，控制方案繁多。

1.2发展趋势气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。

精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。

板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。

目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为筛板塔、浮阀塔及泡罩塔，而前者使用尤为广泛。

筛板塔是板式塔的一种，其设计意图是一方面使汽液两相在塔板上充分接触，以减小传质阻力，另一方面是在总体上使两相保持逆流流动，而在塔板上使两相呈均匀的错流接触，以获得更大的传质推动力。

其内装若干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。

操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板上积存液层。

气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触，并相互作用。

泡沫式接触气液传质过程的一种形式，性能优于泡罩塔。

为克服筛板安装水平要求过高的困难，发展了环流筛板；克服筛板在低负荷下出现漏液现象，设计了板下带盘的筛板；减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距，制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板和用斜的增泡台代替进口堰，塔板上开设气体导向缝的林德筛板。

精馏塔控制系统课程设计精馏塔控制系统课程设计一、概述精馏塔是化学工业中重要的分离设备之一，广泛应用于化工、石油、食品等领域。

精馏塔的主要功能是将混合液进行分离，得到高纯度的产品。

在生产过程中，精馏塔的控制系统对于保证产品质量、降低能耗、提高生产效率等方面具有重要作用。

因此，本课程设计旨在设计一个精馏塔的控制系统，以实现对混合液的分离过程进行精确控制。

二、设计要求1.了解精馏塔的工作原理及流程；2.分析精馏塔的工艺参数和控制要求；3.设计精馏塔的控制系统方案；4.选择合适的控制仪表和设备；5.完成控制系统的硬件和软件设计；6.进行系统调试和性能评估。

三、工作原理及流程精馏塔是一种基于蒸馏原理的分离设备。

在蒸馏过程中，混合液在精馏塔内被加热和冷却，使得不同成分的液体在特定温度下达到气液平衡状态。

通过这种方式，高纯度的产品可以从混合液中分离出来。

精馏塔的主要组成部分包括：原料液进料口、蒸汽加热器、分离器、冷凝器、产品收集器等。

四、工艺参数和控制要求精馏塔的主要工艺参数包括：进料流量、蒸汽流量、回流比、塔顶温度、塔底温度等。

控制要求包括：1.稳定进料流量，以保证原料液的供应；2.控制蒸汽流量，以维持所需的加热温度；3.调节回流比，以改变产品的纯度和产量；4.控制塔顶和塔底温度，以保证产品的质量和分离效果。

五、控制系统方案设计根据工艺参数和控制要求，可以采用以下控制系统方案：1.进料流量控制：采用流量计测量进料流量，通过调节阀控制进料流量；2.蒸汽流量控制：采用蒸汽压力传感器测量蒸汽压力，通过调节阀控制蒸汽流量；3.回流比控制：采用流量计测量回流比，通过调节阀控制回流比；4.塔顶温度控制：采用温度传感器测量塔顶温度，通过调节阀控制蒸汽流量，以维持温度稳定；5.塔底温度控制：采用温度传感器测量塔底温度，通过调节阀控制加热器的加热功率，以维持温度稳定。

六、控制仪表和设备选择根据控制系统方案，可以选择以下控制仪表和设备：1.流量计：用于测量进料流量和回流比；2.压力传感器：用于测量蒸汽压力；3.温度传感器：用于测量塔顶和塔底温度；4.调节阀：用于控制进料流量、蒸汽流量和回流比；5.加热器：用于加热原料液；6.PLC控制器：用于实现控制逻辑和数据处理。