本發(fā)明涉及精餾，特別是涉及一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前精餾塔的自動化控制主要是利用精餾塔及附屬設備上的某一溫度、壓力、液位測點來關聯(lián)流量、調(diào)節(jié)閥進行自動控制（分串級控制和自動控制），例如塔釜液位關聯(lián)回流調(diào)節(jié)閥或回流量進行調(diào)整控制，進料流量和進料調(diào)節(jié)閥自動流量控制等。

2、上述技術(shù)方案較為單一且系統(tǒng)調(diào)整效率低，無法做到全自動，需要人員去不斷調(diào)整，例如：進料量流量調(diào)整后，人員需要調(diào)整精餾塔塔釜采出、塔頂采出、蒸汽用量、回流量等等，雖然投用部分流量自動和液位自動后可適當減少人員操作，但是調(diào)整效率太低，結(jié)構(gòu)單一，無法快速滿足系統(tǒng)調(diào)整的需求，本質(zhì)上前面的參數(shù)調(diào)整后需要等后續(xù)該測量點位出現(xiàn)設定偏離后（實際值偏離設定值）進行下一步調(diào)整，例如：增加進料量后需要等到回流罐液位上漲偏離設定值開始才調(diào)整頂采流量，同時由于進料量變化，但采出量未及時變化導致系統(tǒng)內(nèi)部物料堆積多，消耗的蒸汽能耗會增加，系統(tǒng)雜質(zhì)分離效果會降低，影響整體的系統(tǒng)能耗和分離效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，提高了精餾塔系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，節(jié)約了人工操作成本，也避免了人員的誤操作，降低了能耗成本和產(chǎn)品的波動性問題，也提高了精餾塔的分離效果，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

2、本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，所述精餾塔系統(tǒng)包括精餾ⅰ塔，所述控制方法包括對精餾ⅰ塔進行物料平衡控制以及氣液平衡控制，所述氣液平衡控制用于控制物料回流至精餾ⅰ塔內(nèi)的回流量；所述物料平衡控制包括：檢測精餾ⅰ塔的實際進料流量以及與精餾ⅰ塔對應的第一回流罐的實際液位值，結(jié)合精餾ⅰ塔的塔頂采出組分設定值以及塔頂采出組分密度，實時計算并控制精餾ⅰ塔的塔頂采出物料流量；其中，精餾ⅰ塔的塔頂采出物料流量的計算方法為：

4、精餾ⅰ塔的塔頂采出物料流量=實際進料流量?*塔頂采出組分設定值/塔頂采出組分密度+第一修正值；第一修正值=（第一回流罐的實際液位值-第一回流罐的設定液位值）/第一回流罐的液位偏差設定值*設定修正值。

5、所述物料平衡控制還包括：根據(jù)精餾ⅰ塔的實際塔釜液位控制精餾ⅰ塔的塔釜采出量。

6、所述氣液平衡控制具體指：根據(jù)精餾ⅰ塔精餾段的實際溫度或者精餾ⅰ塔的實際塔釜液位，控制物料回流至精餾ⅰ塔內(nèi)的回流量。

7、所述氣液平衡控制具體指：設定回流比系數(shù)值，所述回流比指回流量與塔頂采出物料流量之比；通過計算得到的塔頂采出物料流量，計算回流量輸出值；根據(jù)精餾ⅰ塔精餾段的實際溫度或者精餾ⅰ塔的實際塔釜液位，計算實際溫度與預設溫度的偏差或者實際塔釜液位與預設塔釜液位的偏差；計算并控制物料回流至精餾ⅰ塔內(nèi)的回流量：

8、回流量=?回流量輸出值+第二修正值；第二修正值=（實際溫度-預設溫度）/溫度偏差設定*設定修正值；或，回流量=?回流量輸出值+第三修正值；第三修正值=（實際塔釜液位-預設塔釜液位）/塔釜液位偏差設定值*設定修正值。

9、當為多組分雜質(zhì)分離精餾塔時，所述氣液平衡根據(jù)精餾塔精餾段的實際溫度進行控制；當為單組分雜質(zhì)分離精餾塔時，所述氣液平衡根據(jù)精餾塔的實際塔釜液位進行控制。

10、還包括對精餾ⅰ塔進行能量平衡控制，所述能量平衡控制具體指：根據(jù)與精餾ⅰ塔對應的第一冷卻器冷卻后的物料出口溫度控制循環(huán)水量；根據(jù)塔釜靠再沸器的物料氣相溫度控制蒸汽量。

11、根據(jù)塔釜靠第一再沸器的物料氣相溫度控制蒸汽量具體包括：

12、蒸汽量=?設定的基礎蒸汽流量+第四修正值；第四修正值=（塔釜靠第一再沸器的實際物料氣相溫度-塔釜靠第一再沸器的預設物料氣相溫度）/氣相溫度偏差設定值*設定修正值。

13、所述精餾系統(tǒng)還包括與精餾ⅰ塔串聯(lián)的精餾ⅱ塔，所述控制方法還包括對精餾ⅱ塔進行塔頂采出控制以及回流控制；所述塔頂采出控制具體指：根據(jù)精餾ⅱ塔的塔頂溫度控制塔頂采出量，回流控制具體指：根據(jù)與精餾ⅱ塔對應的第二回流罐的液位控制回流量。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在：

15、1、本發(fā)明中，通過物料平衡控制以及氣液平衡控制，可以從進出料以及分離效果對精餾塔系統(tǒng)進行全面自動化控制，并且可提高控制的準確性和及時性。準確性是指：本發(fā)明可根據(jù)液位或溫度偏差進行調(diào)整，不論大小均可進行對應計算并輸出控制值。及時性是指：本發(fā)明能實時計算。和傳統(tǒng)的pid控制區(qū)別在于，傳統(tǒng)的控制需要實際值達到設定值才會開始調(diào)整，并不會提前減小，例如溫度控制50℃，蒸汽流量10t/h，當溫度低至49℃時，傳統(tǒng)pid控制開始增加蒸汽流量會持續(xù)提高至溫度恢復到50℃后才會調(diào)整減小蒸汽流量，會出現(xiàn)溫度高于50℃，不能迅速恢復；本發(fā)明的控制方法，是根據(jù)實時偏差計算輸出值，是同步變化增加或減少，不會出現(xiàn)滯后周期正弦波動曲線。

16、進一步的，在進行物料平衡控制時，通過分析精餾塔對物料不同揮發(fā)度組分的分離，可通過檢測手段得到進料組分以及實際塔頂采出組分，由于工業(yè)生產(chǎn)中的物料組分不是一定不變的，具有一定的波動性，對此，本發(fā)明創(chuàng)新性的引入了第一修正值，可解決實際工業(yè)生產(chǎn)中的波動問題，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。

17、2、本發(fā)明中，在進行氣液平衡控制時，根據(jù)組分分離的類型，可以對應選擇不同的參數(shù)進行對應控制，控制的精度以及穩(wěn)定性更好。

18、3、本發(fā)明還包括能量平衡控制，能從使用能耗方面進行自動化控制，結(jié)合物料平衡控制以及氣液平衡控制，使得本控制方法更加全面。

19、4、本發(fā)明中，串聯(lián)的精餾ⅰ塔和精餾ⅱ塔采用高低壓耦合，能耗減少，并且能提高能量利用效率?；诖?，也會導致精餾ⅱ塔的熱量來源取決于精餾ⅰ塔，隨著精餾ⅰ塔的蒸汽用量變化會影響塔釜液位的變化，塔內(nèi)上升的汽量和回流的液體量就需要控制，即回流就關聯(lián)塔釜液位進行控制，保證應對熱量變化。針對上述特征，根據(jù)精餾ⅱ塔的回流罐的液位控制回流量，采用與精餾ⅰ塔不同的控制方式，使得精餾ⅱ塔的氣液平衡效果更好。

20、由于精餾ⅱ塔在生產(chǎn)過程中需要從塔頂分離出不需要的組分，需要控制量和組分，即通過計算模擬得出在塔頂某個溫度下的物料組分滿足生產(chǎn)的需求（塔頂采出不能過度采出我們需要的物料，也不能少采出不需要的物料），為了應對前端來料需要分離物料量的大小實際生產(chǎn)中的變化（可能一會多一會少），就通過根據(jù)塔頂采溫度控制精餾ⅱ塔的塔頂采出量，實現(xiàn)自動調(diào)整精餾ⅱ塔的塔頂采出量的大小。

技術(shù)特征：

1.一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，其特征在于：所述精餾塔系統(tǒng)包括精餾ⅰ塔（1），所述控制方法包括對精餾ⅰ塔（1）進行物料平衡控制以及氣液平衡控制，所述氣液平衡控制用于控制物料回流至精餾ⅰ塔（1）內(nèi)的回流量；所述物料平衡控制包括：檢測精餾ⅰ塔（1）的實際進料流量以及與精餾ⅰ塔（1）對應的第一回流罐（21）的實際液位值，結(jié)合精餾ⅰ塔（1）的塔頂采出組分設定值以及塔頂采出組分密度，實時計算并控制精餾ⅰ塔（1）的塔頂采出物料流量；其中，精餾ⅰ塔（1）的塔頂采出物料流量的計算方法為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，其特征在于：所述物料平衡控制還包括：根據(jù)精餾ⅰ塔（1）的實際塔釜液位控制精餾ⅰ塔（1）的塔釜采出量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，其特征在于：所述氣液平衡控制具體指：根據(jù)精餾ⅰ塔（1）精餾段的實際溫度或者精餾ⅰ塔（1）的實際塔釜液位，控制物料回流至精餾ⅰ塔（1）內(nèi)的回流量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，其特征在于：所述氣液平衡控制具體指：設定回流比系數(shù)值，所述回流比指回流量與塔頂采出物料流量之比；通過計算得到的塔頂采出物料流量，計算回流量輸出值；根據(jù)精餾ⅰ塔（1）精餾段的實際溫度或者精餾ⅰ塔（1）的實際塔釜液位，計算實際溫度與預設溫度的偏差或者實際塔釜液位與預設塔釜液位的偏差；計算并控制物料回流至精餾ⅰ塔（1）內(nèi)的回流量：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，其特征在于：當為多組分雜質(zhì)分離精餾塔時，所述氣液平衡根據(jù)精餾塔精餾段的實際溫度進行控制；當為單組分雜質(zhì)分離精餾塔時，所述氣液平衡根據(jù)精餾塔的實際塔釜液位進行控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，其特征在于：還包括對精餾ⅰ塔（1）進行能量平衡控制，所述能量平衡控制具體指：根據(jù)與精餾ⅰ塔（1）對應的第一冷卻器（24）冷卻后的物料出口溫度控制循環(huán)水量；根據(jù)塔釜靠第一再沸器（22）的物料氣相溫度控制蒸汽量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，其特征在于：根據(jù)塔釜靠第一再沸器（22）的物料氣相溫度控制蒸汽量具體包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一權(quán)利要求所述的一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，其特征在于：所述精餾系統(tǒng)還包括與精餾ⅰ塔（1）串聯(lián)的精餾ⅱ塔（2），所述控制方法還包括對精餾ⅱ塔（2）進行塔頂采出控制以及回流控制；所述塔頂采出控制具體指：根據(jù)精餾ⅱ塔（2）的塔頂溫度控制塔頂采出量，回流控制具體指：根據(jù)與精餾ⅱ塔（2）對應的第二回流罐（33）的液位控制回流量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及精餾技術(shù)領域，特別是涉及一種精餾塔系統(tǒng)平衡全自動化分離控制方法，精餾塔系統(tǒng)包括精餾Ⅰ塔，控制方法包括對精餾Ⅰ塔進行物料平衡控制以及氣液平衡控制，氣液平衡控制用于控制物料回流至精餾Ⅰ塔內(nèi)的回流量；所述物料平衡控制包括：檢測精餾Ⅰ塔的實際進料流量以及與精餾Ⅰ塔對應的第一回流罐的實際液位值，結(jié)合精餾Ⅰ塔的塔頂采出組分設定值以及塔頂采出組分密度，實時計算并控制精餾Ⅰ塔的塔頂采出物料流量。通過本制方法，提高了精餾塔系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，降低了能耗成本和產(chǎn)品的波動性問題。

技術(shù)研發(fā)人員：母亞平,吳天成,孫躍東,彭楊,魯克英爾
受保護的技術(shù)使用者：四川永祥新能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6