精餾塔的控制方案

   在了解了精餾塔的操作要求和影響因素之后，余下的問題就是如何確定精餾塔的控制方案。首先簡述設(shè)置精餾塔控制方案的基本觀點(diǎn)。為簡化討論，只談及頂部和底部產(chǎn)品均為液相的且沒有側(cè)線采出的情況。由于精餾塔的控制方案繁多，只按這些基本觀點(diǎn)選擇具有代表性的、常見的控制方案作出介紹。作為分散相的溶液由進(jìn)液口6進(jìn)入至動盤中心，隨后被一系列高速旋轉(zhuǎn)的動折流圈反復(fù)甩向靜折流圈，最后在殼體內(nèi)收集后由出液口9引出回收。

    1．設(shè)置精餾塔控制方案的基本觀點(diǎn)

   （1）按物料及能量平衡關(guān)系進(jìn)行控制

   對于一個實(shí)際操作的二元精餾塔，在進(jìn)料成分一定時，只要把D／F和V／F調(diào)節(jié)一定；在精餾操作中，質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是要控制的目標(biāo)。且頂部回流罐液位調(diào)節(jié)以保證回流按照L=Vr－D的關(guān)系保持一定；底部產(chǎn)品流量B在液位調(diào)節(jié)作用下也可以保證B=F-D的物料平衡關(guān)系，那么該塔的產(chǎn)品質(zhì)量就能得到控制。需指出，由于能量關(guān)系因素V主要取決于再沸器加熱量，但也取決于進(jìn)料和回流的熱焓。當(dāng)回流溫度恒定時，只須考慮進(jìn)料設(shè)置溫度或熱焓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。于是可保持再沸器的蒸汽量一定，就相當(dāng)于塔內(nèi)上升蒸汽量V一定了。考慮到因冷凝器冷卻量和環(huán)境等擾動因素而使能量平衡可能破壞，從而使塔壓變化，因此在塔頂設(shè)置壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對于D／F和V／F的控制，由頂部產(chǎn)品量D、再沸器加熱蒸汽量和進(jìn)料量F分別組成比值控制系統(tǒng)。若考慮到動態(tài)關(guān)系，可添加補(bǔ)償環(huán)節(jié)，一般采用超前-滯后環(huán)節(jié)。

按產(chǎn)品成分或物性指標(biāo)的直接控制方案

   精餾塔的質(zhì)量控制1好能選擇表征塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，即產(chǎn)品的成分作為被控變量，即直接控制方案。上述的溫度、溫差或雙溫差控制都是間接控制產(chǎn)品質(zhì)量的方法。利用產(chǎn)品分析器，例如色譜儀、紅外分析器、密度計、干點(diǎn)、閃點(diǎn)及初餾點(diǎn)分析器等，分析出塔頂（或塔底）的產(chǎn)品成分并將其作為被控變量，而將回流量或再沸器的加熱量等作為控制變量，就可以組成成分控制，實(shí)現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制。塔內(nèi)上升蒸汽量V，在塔的提餾段是由再沸器加熱提供的，在塔的精餾段還受到進(jìn)料熱熔的影響。

   采用色譜儀可以測量多組分的濃度，并可以通過測量其他含量較少的雜質(zhì)組分之和來決定產(chǎn)品的純度。精餾工藝上通常采用工業(yè)色譜儀進(jìn)行在線的成分分析，并以關(guān)鍵組分的濃度比進(jìn)行控制。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的，在精餾塔中很難進(jìn)行的分離在色譜儀中也是困難的。同時分析儀需要采樣系統(tǒng)且其測量滯后影響了控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。這是在使用時應(yīng)予注意的。在精餾塔的操作中，當(dāng)干擾產(chǎn)生時，多個塔板中靈敏板的變化量明顯。因此，可選擇測量靈敏板上的成分，并作為被控變量進(jìn)行控制。為了節(jié)約能量消耗，在精餾塔控制中還可采用其他許多措施，在具體方案中避免安排某些能量消耗高的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用浮動壓力控制以及產(chǎn)品質(zhì)量較嚴(yán)格地控制它的規(guī)格值，從而使塔的能耗量最1小、成本最1低及利潤最1大。

與溫度控制的情況類似，塔頂或塔底產(chǎn)品的成分是能體現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。但是當(dāng)分離的產(chǎn)品較純時，在鄰近塔頂、塔底的各板間，成分差很小，而且每塊板上的成分在受到干擾后變化也很小，這就要求檢測成分的儀表靈敏度很高。理論上講，按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制方案，是直接、1有效的方案。它可為各種基于化工熱力學(xué)的多變量控制及精1確控制打下基礎(chǔ)。但是，就目前測量產(chǎn)品成分的儀表來說，準(zhǔn)確度一般較差、滯后時間也很長，因而控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量受到很大影響。但只要不斷改善成分分析儀表的性能，按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制方案將得到廣泛應(yīng)用。則從物料平衡和能量關(guān)系出發(fā)，可得出它的總的物料平衡關(guān)系為F=D＋B（9）輕組分的物料平衡關(guān)系為Fz＝Dy＋Bx（10）式中，F(xiàn)、D和B分別為進(jìn)料量、頂部餾出物量和塔底產(chǎn)品。

回收原理

酒精回收塔的工作原理是利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場代替常規(guī)重力場，極大地強(qiáng)化氣液傳質(zhì)過程。這種利用超重力技術(shù)研發(fā)出的新型精餾設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中能使空氣與酒精、等溶液兩相的相對速度大大提高,相界面更新加快,生產(chǎn)強(qiáng)度成倍提高，達(dá)到增加回收效率、縮小設(shè)備尺寸和降低能耗的目的，有著“化學(xué)工業(yè)的晶體管”的美譽(yù)。每個精餾塔都存在著一個最1大操作壓力限制，超過這個壓力，塔的安全就沒有保障。

其具體實(shí)現(xiàn)過程是：作為連續(xù)相的氣體由進(jìn)氣口2進(jìn)入殼體，在壓差的作用下從轉(zhuǎn)子外側(cè)沿著靜折流圈與動折流圈之間的間隙曲折地由外向中心流動，后經(jīng)出氣口5離開床體；酒精精餾與化工精餾過程不同點(diǎn)就在于它不僅是一個將酒精濃縮的過程,而且還擔(dān)負(fù)著把粗酒精中50多種揮發(fā)性雜質(zhì)除去的任務(wù),所以濃縮酒精和除去雜質(zhì)的過程在酒精工業(yè)中稱為精餾。作為分散相的溶液由進(jìn)液口6進(jìn)入至動盤中心，隨后被一系列高速旋轉(zhuǎn)的動折流圈反復(fù)甩向靜折流圈，后在殼體內(nèi)收集后由出液口9引出回收。液相在其間經(jīng)歷了多次加速—拋出—撞擊的過程，在此過程中，液體與氣體以極大的相對速度逆流接觸，液體以極其細(xì)微的液滴甩離動圈的篩孔，高速運(yùn)動的液滴在動靜圈上被碰撞、剪切和飛濺，形成細(xì)小的液滴、液絲、液膜，從而獲得了比表面積極大而又不斷更新的氣液界面，使氣液接觸相當(dāng)充分，因此具有極高的傳質(zhì)速率。

酒精精餾塔

用途：本設(shè)備適用于酒精、、丙1酮等有機(jī)溶1劑的回收提純。

   概述：

   1、 本設(shè)備有間歇式和連續(xù)式兩種形式，主要由塔釜、塔身、冷凝器、平衡罐、流量計等部件組成。

   2、 連續(xù)式的配有預(yù)熱器，可以進(jìn)行連續(xù)式生產(chǎn)，符合大批量生產(chǎn)的需要。

   3、 針對醫(yī)院、科研單位等，專門設(shè)計了小型回收塔，用于小劑量生產(chǎn)和實(shí)驗。

   4、 可以將濃度10％以下的稀酒精、、丙1酮等有機(jī)溶1劑提純到90-95％，且剩余殘液的濃度＜1％。對于濃度10％以上的稀溶液，效果更佳。

   5、 可配置PLC控制系統(tǒng)，對溫度、流量、濃度等參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動控制，提高生產(chǎn)效率。

   主要技術(shù)參數(shù):

   參數(shù)/型號JS-200JS-300JS-400JS-500JS-600JS-800

   蒸餾釜容積(L)90011001600200025003200

   塔身高度(mm)550070007000750075007500

   回收能力（kg/h）45-6090-100150-160280-300420-450600-630

   冷凝面積（m2）4916253656

   冷卻面積（m2）11.63334.5

   蒸汽壓力（MPa）＜0.1

   外形尺寸（m）2.9*1.5*9.53.3*1.6*114.6*1.8*11.74.8*2.1*12.65*2.2*12.65.5*2.2*13.8