步入化工實驗室和生產(chǎn)中的化工廠，映入眼簾的除了設計精巧、平穩(wěn)運行的裝置，還有規(guī)模龐大的、保障裝置正常運行的儀表和控制系統(tǒng)，想要完整規(guī)劃化工過程，這一系統(tǒng)的設計同樣不可忽視。缺少合理控制系統(tǒng)的裝置就像停止交易之后的資金，都是在充滿不確定性環(huán)境中“裸奔”，而新手往往盲目跟風、墨守成規(guī)，不清楚背后的規(guī)則與危機，為系統(tǒng)的運行崩潰埋下伏筆，本文就精餾塔裝置對化工控制系統(tǒng)進行初始分析。

精餾塔變量介紹

精餾塔憑借設計經(jīng)驗成熟、分離效果優(yōu)異和能量效率較高等優(yōu)點，在化工生產(chǎn)領域的應用相當廣泛，可以將其看做一個比較復雜的小系統(tǒng)。該系統(tǒng)至少包含21個相關變量：進料量F、進料組成x_F、進料熱狀態(tài)q、塔壓P、冷劑流量Q_C、冷劑管網(wǎng)壓力P_C、冷劑管網(wǎng)溫度T_C、回流罐液位L_D、回流量L、塔頂產(chǎn)品流量D、塔頂產(chǎn)品組成x_D、塔頂溫度T_D、上升蒸汽量V、熱劑流量Q_h、熱劑管網(wǎng)壓力P_h、熱劑管網(wǎng)溫度T_h、塔釜液位L_B、塔底產(chǎn)品流量B、塔底產(chǎn)品組成x_B、塔底溫度T_B、環(huán)境溫度T_sur。其中，被控變量——P、T_D、T_B、L_D、L_B，操作變量——Q_C、L、V(Q_h)、D、B，主要干擾變量——F、x_F、q，次要干擾變量——P_c、P_h、T_C、T_h、T_sur。

上述變量數(shù)量龐大，想要合理控制精餾塔，必須對系統(tǒng)進行分解，分解結(jié)果如下圖所示。

當塔頂產(chǎn)品流量D較小時，一般采取精餾段控制方案，精餾段能量控制如左圖所示，精餾段質(zhì)量控制如右圖所示。當回流比即回流量L/塔頂產(chǎn)品流量D<0.8時，選取前者控制方案，具有控制滯后小的優(yōu)點；而回流比較大時選取后者，具有產(chǎn)品不合格時馬上停止出料的優(yōu)點，但是當回流罐容積比較大時，控制效果相對滯后。

提餾段的優(yōu)缺點與精餾段相同，適用于塔底產(chǎn)品流量B很小的時候，當上升蒸汽量V/進料量F<2.0時選擇能量控制方案，其余選擇質(zhì)量控制方案。

本文主要對精餾塔變量和一般控制方案進行描述，可以實現(xiàn)一般控制需求，但實際生產(chǎn)過程中不可避免會遇到更加復雜的情況：進料量波動較大、控制滯后時間要求短、公用工程流量波動、以及防止非正常操作等實際問題。有學者提出了復雜控制概念，對一般控制方案進行優(yōu)化，得到更好地運行效果。欲知后事如何，且看下回分解！