过程控制课程设计——精馏塔的均匀控制系统设计

目录1 精馏塔控制系统介绍 11.1 精馏塔原理 11.2 控制要求及干扰因素 12 设计任务及要求 23 均匀控制系统 23.1 均匀控制概念 23.2 均匀控制系统特点 44 设计方案选择 54.1 方案一简单均匀控制 54.2 方案二串级均匀控制 55 系统各器件选型 75.1 检测转换元件的选择、性能参数 75.2 调节阀气开气关式选择 96.系统仿真与分析 117.小结与体会 12参考文献 13.资料.精馏塔的均匀控制系统设计1 精馏塔控制系统介绍1.1 精馏塔原理精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。蒸汽由塔底进入，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）组分不断地向蒸汽中转移，蒸汽中的难挥发（高沸点）组分不断地向下降液中转移，蒸汽愈接近塔顶，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，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器，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，热蒸发后，蒸汽返回塔中，另一部分液体则作为釜残液取出。蒸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）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。1.2 控制要求及干扰因素为了保证精馏生产工序安全、高效持续进行,改造生产工艺提出如下控制要求:（1）保证产品质量。以塔顶产品的纯度作为质量参数进行控制,构建质量控制系统。（2）保证平稳生产。首先要使精馏塔的进料参数保持稳定;其次为了维持塔的物料平衡,要控制塔顶和塔底产品采出量,使其和等于进料量;再次塔内的储液量应保持.资料.在限定的范围内;最后要控制塔内压力稳定。（3）满足约束条件。系统必须满足一些参数的极限值所限定的约束条件,如塔内气体流速的上下限、塔内压力极限值等。（4）节能要求及经济性。主要是再沸器的加热量和冷凝器的冷却能量消耗。影响产品质量指标和平稳生产的主要干扰因素有：①进料流量（F）的波动；②进料成分（ZF）的变化；③进料温度（TF）和进料热焓值（QF）的变化;④ 再沸器加热剂输入热量的变化；⑤冷却剂在冷凝器内吸收热量的变化；⑥环境温度的变化。2 设计任务及要求精馏塔控制系统主要分为三部分控制：（1）塔釜温度控制精馏塔塔釜温度是产品...