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精馏塔的控制方案

在了解了精馏塔的操作要求和影响因素之后，余下的问题就是如何确定精馏塔的控制方案。首先简述设置精馏塔控制方案的基本观点。为简化讨论，只谈及顶部和底部产品均为液相的且没有侧线采出的情况。从调节理论可知，所选择的调节参数使得被调参数的静态增益越大，控制系统的静态灵敏度越高，克服外部扰动的效果也越好。由于精馏塔的控制方案繁多，只按这些基本观点选择具有代表性的、常见的控制方案作出介绍。

1．设置精馏塔控制方案的基本观点

（1）按物料及能量平衡关系进行控制

对于一个实际操作的二元精馏塔，在进料成分一定时，只要把D／F和V／F调节一定；且顶部回流罐液位调节以保证回流按照L=Vr－D的关系保持一定；底部产品流量B在液位调节作用下也可以保证B=F-D的物料平衡关系，那么该塔的产品质量就能得到控制。需指出，由于能量关系因素V主要取决于再沸器加热量，但也取决于进料和回流的热焓。当回流温度恒定时，只须考虑进料设置温度或热焓自动调节系统。于是可保持再沸器的蒸汽量一定，就相当于塔内上升蒸汽量V一定了。考虑到因冷凝器冷却量和环境等扰动因素而使能量平衡可能***，从而使塔压变化，因此在塔顶设置压力调节系统。对于D／F和V／F的控制，由顶部产品量D、再沸器加热蒸汽量和进料量F分别组成比值控制系统。若考虑到动态关系，可添加补偿环节，一般采用超前-滞后环节。1．设置精馏塔控制方案的基本观点（1）按物料及能量平衡关系进行控制对于一个实际操作的二元精馏塔，在进料成分一定时，只要把D／F和V／F调节一定。

温差控制及双温差控制

在精密精馏中，产品纯度要求很高，组分间的相对挥发度差值很小，因而组分变化不大，然而微小的压力波动会造成明显的温度变化。这样，就***了温度和组分间的对应关系。此时，采用温度作为被控变量的提馏段和精馏段温度控制就得不到很好的效果，而应当采用温差控制。正因如此，在进料热熔变化不大或可以忽略时，一般总把V的变化或V／F的变化，看作是由再沸器加热量QH提供的。

采用温差作为被控变量通常可以在塔顶（或塔底）附近的一块塔板上检测出该板温度，再检测出灵敏板上的温度，由于压力的波动对每块板的温度影响基本相同，只要将上述检测到的两个温度值相减，压力的影响几乎相互抵消。在实际应用中，温差控制的关键是正确选择测温点，合理给出温差设定值。这是因为温度与产品成分之间的关系不是线性的，同一温差在不同条件下可以有两个不同的组分。图18是正丁烷和异丁烷分离塔的温差和塔底产品中轻组分浓度的关系示意图。由图可见，曲线除1高点外，每一温差都有两个不同的组分浓度。1高点左侧部分对应的塔底产品纯度较高，而右侧则较低。这样，当塔的处理量下降而使热负荷降低或冷凝器冷却介质温度下降时，塔压将维持在比设计要求低的数值。因此，温差的工作点应位于曲线的左侧。

回收原理

酒精回收塔的工作原理是利用旋转产生的离心力场代替常规重力场，极大地强化气液传质过程。这种利用超重力技术研发出的新型精馏设备在实际应用当中能使空气与酒精、等溶液两相的相对速度大大提高,相界面更新加快,生产强度成倍提高，达到增加回收效率、缩小设备尺寸和降低能耗的目的，有着“化学工业的晶体管”的美誉。其中质量是必要条件，在质量指标一定的条件下应在控制过程中使产品的产量尽可能提高一些，同时能量消耗尽可能低一些。

其具体实现过程是：作为连续相的气体由进气口2进入壳体，在压差的作用下从转子外侧沿着静折流圈与动折流圈之间的间隙曲折地由外向中心流动，后经出气口5离开床体；作为分散相的溶液由进液口6进入至动盘中心，随后被一系列高速旋转的动折流圈反复甩向静折流圈，后在壳体内收集后由出液口9引出回收。液相在其间经历了多次加速—抛出—撞击的过程，在此过程中，液体与气体以极大的相对速度逆流接触，液体以极其细微的液滴甩离动圈的筛孔，高速运动的液滴在动静圈上被碰撞、剪切和飞溅，形成细小的液滴、液丝、液膜，从而获得了比表面积极大而又不断更新的气液界面，使气液接触相当充分，因此具有极高的传质速率。塔内气体的流速过低时，对于某些筛板精馏塔会产生漏液现象，从而影响操作降低塔板效率。