精餾塔自動控制系統設計與應用淺析

周河(河北省唐山三友硅業有限責任公司，河北唐山063305)

精餾塔自動控制系統設計與應用淺析

周河(河北省唐山三友硅業有限責任公司，河北唐山063305)

目前，在我國工業化生產過程中精餾塔是一項重要的化工生產裝置，其通常運用于提純或分離混合物料的操作當中。而精餾塔也憑借其顯著的效果而在諸多工業領域中得到廣泛的應用。為了更好的提高精餾塔自動化控制效果，本文將結合筆者實踐經驗對精餾塔分類、精餾塔自動控制系統的應用以及精餾塔自動化控制系統設計與應用的優化策略談談自己的幾點看法，以供廣大同行交流與參考。

精餾塔；自動控制系統；設計；應用

1 精餾塔分類

從筆者對相關文獻研究以及結合自身工作經驗來看，精餾塔種類較多，根據分類標準不同主要有5大類：第一，按組成結構分類。根據組成結構來看，精餾塔有板式、填充材料兩類；第二，按所精餾原料分類。根據精餾塔原料區分有一般和特殊兩類精餾塔；第三，按添加原料形式分類。根據原料添加形式來區分，主要有連續性與間歇性兩類精餾塔；第四，按精餾塔功能分類。從功能角度來區分主要有二元與多元這兩類精餾塔；第五，按精餾壓力分類。根據精餾塔工作中壓力大小分類通常有負壓、常壓以及高壓三種精餾塔。

2 精餾塔自動控制系統的應用

2.1 變量控制

在具體運作過程中，精餾塔往往會涉及到干擾變量、被控變量以及操縱變量三種變量控制。其中，干擾變量包括常規溫度、壓力以及較難控制的進料成分；被控變量包括精餾塔塔中的壓力，以及分別處于塔底和塔頂的物料濃度和蒸汽溫度；操縱變量主要指的是出現在精餾塔頂的冷卻量、回流量以及物流量，還包括塔頂部分的冷凝液流量等。從上述三種變量關系分析看來，被控變量與操縱變量屬于主從關系，在精餾塔運作過程中，其二者聯系非常密切，并且表現為一個雙向作用力。因此，要想將精餾塔操作穩定性提高，則可以通過科學調節上述兩者的變量干系來實現。而相較于上述兩者間的變量關系來說，干擾變量屬于一種外部干擾性變量，因此，在精餾塔自動控制內容操作上應當要有效控制干擾變量，從而盡可能降低其對精餾運行操作的消極影響，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。

2.2 平衡控制

在精餾塔的平衡控制中其通常包括精餾塔所需能量穩定性的控制以及物料進料的控制兩方面內容。在精餾塔運行過程中，必須要全面控制物料的平衡性，從而確保物料進入到精餾塔后可以得到較高質量的分離產物，提高整體分離效率。除此之外，還應當有效減少塔底排除物的濃度，采取平衡控制物料的方式在提高產品分離質量的同時，還可以避免不必要的資源浪費。通過科學調整精餾塔內的各項平衡狀態參數，或是系統研究與分析精餾塔中所出現的問題，并采取有效應對措施來保證有穩定的能量來支持精餾塔內的操作，從而提高產物分類的速度，將工作效率大幅提高。

2.3 產品成分控制

經過精餾塔所分離與提純后，產品的純度代表著其工作效果。因此，要想更加有效的提高產品提純純度，則應當要有效運用精餾塔自動化控制系統來檢查與控制產品質量，如統計精餾產品過程中的回流量、流量和后續蒸發量等內容。而一個有效監控提純產品成分的方法就是分析儀器。然而，近幾年來我國生產科技得到了快速的發展，在工業控制操作中已逐漸普及信息化管理，因為通過有效結合自動化控制系統和信息技術可以大幅提高產品的精餾質量，還能有效減少操作成本，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 精餾塔自動化控制系統設計與應用的優化

結合實踐來看與一般工業設備不同，精餾塔有著自己獨特的特點。以板式蒸餾塔為例，雖然其裝置較為簡單，但從實際應用情況來看其運行中暴露出了能耗大、成本高以及不同變量相互關系復雜性強等一些問題，因而出于降低精餾塔能耗與成本而提高生產效益之目的，筆者認為企業需在確保產品質量情況下從以下四個方面對其自動化控制系統進行優化：第一，企業要充分結合自身精餾塔運行環境與狀態情況下對冷凝器、再沸器這兩個設備運行參數進行優化調節以此確保精餾塔換熱效果得到有效地控制，這樣一來能夠在提升產品分離純度前提下實現較高的分離質量；第二，精餾塔工藝優化選擇上，企業應當基于產品特性為依據進行工藝論證選取。另外為了獲得提取到純度更高的產品，企業還可以選擇多種工藝一同使用的方式開展精餾作業；第三，將當前行業發展中所出現的一些先進技術應用到精餾塔自動化控制系統進行優化。例如遙感技術地應用能夠使得精餾塔自動化控制系統運行中操作項目、平衡點等獲得較高的精度。另外，企業還可以根據精餾塔運行狀況、周邊環境等為其選擇一些優質的填充材料；第四，精餾塔自動化控制系統操作參數地優化。首先企業在基于精餾系統實際進行控制模型構建，隨后采取多種離線優化算法對操作參數予以計算，最后根據結果進行優化，這樣一來不僅有助于精餾塔實現良好的自動化控制效果，并且對于降低生產運行能耗及成本也大有裨益。

4 結語

總而言之，在科學技術不斷發展的社會背景下，工業生產也在不斷的發展與變革，而對于精餾塔工業設備的技術革新來說，非常有必要進行系統的探究目前的技術要點以及自動化控制的內容，從而有針對性的采取先機科技來不斷提高精餾塔自動控制設計以及操作效果，進而實現整體精餾質量的提高。

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