關于精餾塔自動控制系統的研究

錢春海（中沙（天津）石化有限公司， 天津 300271）

關于精餾塔自動控制系統的研究

錢春海（中沙（天津）石化有限公司， 天津 300271）

精餾塔是當前工業化生產過程中的關鍵化工裝置之一，主要應用在混合物質的提純操作或者分離操作上，由于該裝置的應用效果顯著，所以被廣泛應用在多個工業領域上。為進一步提升完善精餾塔自動控制系統的管理和應用效果，本文主要對精餾塔的應用類型進行合理分析，列出自動控制系統的主要內容，進而對其未來優化和研究方向進行簡要概述，以供參考。

精餾塔；自動控制系統；控制內容；優化研究

精餾塔是對揮發指數等性質特征均不相同的物質實行提純或者分離的裝置，即被稱為精餾過程，提純過程就是對物質實行多次的、連續性的冷凝處理和汽化處理，以保證其經過分離后獲得高純度的物質［1］。所以，對于精餾塔自動控制系統的相關技術要領實行分析十分必要。本文主要對板式精餾塔的自動控制內容進行細化分析，即在實行控制操作過程中，結合物質的操作標準，以及精餾處理要求選擇適宜的自動控制操作工藝，以進一步提升物質精餾控制的質量，提升分離物質的純度。

1 精餾塔的分類

①以精餾塔的組成結構實行分類，可以將精餾塔分成兩種，一是板式精餾塔，二是填充材料；②以精餾塔的功能性實行分類，即可分成二元和多元的精餾塔；③以精餾塔的原料添加形式實行分類，即可分成連續性、間歇性的精餾塔；④以精餾塔的可精餾原料實行分類，即可分成特殊精餾塔與一般精餾塔；⑤以精餾塔的工作壓力實行分類，則可以分成以下三種類型，一是負壓精餾塔，二是常壓精餾塔，三是高壓精餾塔。

2 精餾塔自動控制內容

（1）變量控制內容分析 精餾塔在實際運行過程中，會涉及到三大方面的變量控制，具體包括：①操縱變量：即精餾塔底出現的物流量、回流量、冷卻量，還有塔頂部分的冷凝液流量等；②被控變量：精餾塔塔中的壓力，還有分別處于塔底和塔頂的液位濃度和蒸汽濃度；③干擾變量：常規壓力、常規溫度還有難以控制的進料成分。

三者的關系分析：由于操縱變量和被控變量二者之間的關系為主從關系，在精餾塔的運行中，兩項變量關系又有著密不可分的聯系，且為雙向的作用力表現，所以，為進一步提升精餾塔的操作穩定性，可以對二者的變量干系實行合理調節，以充分增強精餾塔運行的穩定性。干擾變量相對于前兩種變量關系而言，則屬于一種外部干擾性變量，所以對于精餾塔自動控制內容的操作上，有必要對干擾變量實行有效控制，以充分減少其對精餾運行操作的負面影響，進而為精餾控制操作系統的安全、可靠運行提供更為有利的支持。

（2）平衡控制內容分析 精餾塔的平衡控制內容主要包括兩大方面，一是精餾塔的物料進料方面的控制；二是精餾塔所需能量穩定性方面的控制［2］。實行精餾過程中，有必要對物料的平衡性實行全面控制，以保證物料進入到精餾塔后，能夠獲得高標準的分離產物，提升分離操作的工作效率；同時，充分降低塔底排出物的產品濃度，通過物料的平衡控制，不僅可以提升產品分離的質量，而且能夠減少資源的浪費。通過對精餾塔中平衡狀態的各項參數實行合理調節，或者結合塔內所存在的問題進行合理的分析和探討，做出相應的調整，來確保精餾塔塔內操作所需能量的穩定性，進而加快產物的分類速度，提升整體的工作效率。當前的精餾塔平衡控制上，均由自動控制系統來操作。

（3）產品成分控制內容分析 產品經過精餾塔的分離和提純后獲得的純度越高說明其工作效果更優，所以，為進一步提升產品的提純效果，有必要利用自動控制系統完成產品的相關檢查和質量控制工作，具體包括精餾時產品所需的流量和回流量，以及后期的蒸發量統計等；而對于提純后的產品成分控制辦法主要包括分析儀器法等［3］。但是，隨著現代生產技術的提升，信息化管理已經逐漸融入到工業控制操作中，由于信息技術與自動控制系統相聯合應用后，能夠進一步提升產品的精餾質量，且操作成本相對較低，因此，當前的產品成分控制技術上，也適當采用軟測量推斷控制法。

3 精餾塔自動控制系統的優化研究

相對于其他工業生產設備而言，此次研究分析的板式精餾塔具有裝置簡單的特點，但是在正式投入使用之后，會存在能源消耗大，投入成本高等弊端，如何實現該裝置控制系統的優化，是未來研究技術需要考慮的重要內容。結合當前精餾塔運行過程中所消耗能源的參數，產品提純質量等方面提出以下優化辦法：①結合當前精餾塔的所處的運行環境特點，以及整體的運行狀態，對精餾塔的換熱效果進行控制，即合理調節冷凝器還有再沸器的運行參數，以確保產品經過分離后的純度更高，進而提升精餾塔的分離質量。②根據產品特征選擇適宜的精餾工藝，以起到優化精餾流程的目的；同時，為進一步滿足產品的提純要求，可以根據當前的創新技術的應用條件，采取多種工藝結合的方式來提升精餾塔的精餾質量。③選擇適宜的，更為優質的填充材料來降低精餾過程中存在的操作弊端；同時，有必要聯合先進科學技術提升自動化控制系統的優化效果，如遙感技術等，確保每一項操作項目和平衡點達到標準的精度要求。

4 結語

綜上所述，隨著社會科技進步與發展，工業生產也面臨著巨大的市場競爭壓力，對于精餾塔工業設備的技術革新而言，則有必要對當前的技術要點，自動化控制內容實行全面探究，進而合理運用先進科學技術，如計算機技術等，來完善自身的自動控制效果，進而提升整體的精餾質量。

［1］張小偉.關于船舶電力推進自動控制系統設計與研究的分析［J］.電子技術與軟件工程，2016，（09）：154.

［2］李天嬌.關于化工自動控制系統應用相關問題研究［J］.化工管理，2016，（05）：17.

［3］周巖.關于電氣自動控制系統的功能探討［J］.科技與企業，2016，（03）：229.

錢春海（1986-），男，本科，山東理工大學化學工程與工藝，助理工程師，技術操作。