华东理工大学：《测控技术 Measurement and control technology》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十章 生产过程控制

Ch10生产过程控制

Ch10 生产过程控制

生产过程的设备种类繁多，如流体输送 设备、传热设备、锅炉设备、精馏塔、化学 反应器等 不同的设备及过程有不同的特性和控制 要求，同类设备的控制也会有很不相同的控 制方案。 本章简单介绍精馏塔的控制与化学反应 器的控制

生产过程的设备种类繁多，如流体输送 设备、传热设备、锅炉设备、精馏塔、化学 反应器等。 不同的设备及过程有不同的特性和控制 要求，同类设备的控制也会有很不相同的控 制方案。 本章简单介绍精馏塔的控制与化学反应 器的控制

一 、精馏塔的控制 精馏过程是现代化生产中应用极为广泛 的传质过程，其目的是利用混合液中各组分 挥发度的不同，将各组分进行分离并达到规 定的纯度要求 精馏过程十分复杂，被控变量多，可选 的操纵变量也多，它们之间可以有各种不同 的组合。精馏对象通道多、反应缓慢、内在 机理复杂、变量之间相关

一、精馏塔的控制 精馏过程是现代化生产中应用极为广泛 的传质过程，其目的是利用混合液中各组分 挥发度的不同，将各组分进行分离并达到规 定的纯度要求。 精馏过程十分复杂，被控变量多，可选 的操纵变量也多，它们之间可以有各种不同 的组合。精馏对象通道多、反应缓慢、内在 机理复杂、变量之间相关

主要内容 ·精馏塔操作工艺分析 ·精馏塔操作工艺要求 ·精馏塔质量指标选取 精馏塔常规控制方案 精馏塔的前馈一反馈控制方案

主要内容 • 精馏塔操作工艺分析 • 精馏塔操作工艺要求 • 精馏塔质量指标选取 • 精馏塔常规控制方案 • 精馏塔的前馈－反馈控制方案

1、精馏塔操作工艺分析 冷凝器 XD D 塔顶产品 原料 回流罐 F ZEOE 精馏塔 回流泵 再沸器 XB B 塔底产品 图10一1 精馏塔的物料流程

1、精馏塔操作工艺分析 回流泵 原料 塔顶产品 塔底产品 精 馏 塔 再 沸 器 冷凝器 回流罐 VS B x B R xD D V LR F Z F  F 图10－1 精馏塔的物料流程

精馏操作设备主要包括再沸器、冷凝器 和精馏塔，再沸器为混合物液相中的轻组分 转移提供能量，冷凝器将塔顶来的上升蒸汽 冷凝为液相并提供精馏所需的回流。精馏塔 实现混合物组分分离的主要设备

精馏操作设备主要包括再沸器、冷凝器 和精馏塔，再沸器为混合物液相中的轻组分 转移提供能量，冷凝器将塔顶来的上升蒸汽 冷凝为液相并提供精馏所需的回流。精馏塔 实现混合物组分分离的主要设备

2、精馏塔操作工艺要求 精馏塔的控制目标一般从质量指标、产 品质量和能量消耗三个方面考虑。同时要把 各种约束条件考虑进去

2、精馏塔操作工艺要求 精馏塔的控制目标一般从质量指标、产 品质量和能量消耗三个方面考虑。同时要把 各种约束条件考虑进去

(1)质量指标 一般应使塔顶或塔底产品之一达到规定 的纯度，另外一个产品的纯度应该维持在规 定的范围内；或者塔顶、塔底的产品均达到 一定的纯度要求

（1）质量指标 一般应使塔顶或塔底产品之一达到规定 的纯度，另外一个产品的纯度应该维持在规 定的范围内；或者塔顶、塔底的产品均达到 一定的纯度要求

(2)产量指标 在产品达到一定的质量指标的前提下， 得到尽可能高的收率。收率通常定义为产品 产量与进料中该产品组分的量之比。 生产效率除了与产品的纯度及收率有关 外，还要考虑能量消耗等因素

（2）产量指标 在产品达到一定的质量指标的前提下， 得到尽可能高的收率。收率通常定义为产品 产量与进料中该产品组分的量之比。 生产效率除了与产品的纯度及收率有关 外，还要考虑能量消耗等因素

(3)能量要求和经济指标 精馏塔消耗的能量主要是再沸器的加热 量和冷凝器的冷却量消耗。 在一定的纯度要求下，增加塔内的上升 蒸汽是有利于提高产品收率的，但同时增加 了再沸器的能量消耗。因此精馏塔的操作必 须从整个经济效率来衡量

（3）能量要求和经济指标 精馏塔消耗的能量主要是再沸器的加热 量和冷凝器的冷却量消耗。 在一定的纯度要求下，增加塔内的上升 蒸汽是有利于提高产品收率的，但同时增加 了再沸器的能量消耗。因此精馏塔的操作必 须从整个经济效率来衡量