精馏塔操作篇.pdf

1.精馏塔操作及自动控制系统的改进问题

问：蒸汽压力突然变化时，将直接影响塔釜难挥发组分的蒸发量，使当时塔内热

量存在不平衡，导致气-液不平衡，为此如何将塔釜热量根据蒸汽进料量自动调

节达到相对稳定，从而保证塔内热量平衡是问题的关键。在生产过程中，各精馏

塔设备已确定，塔釜蒸发量与气体流速成正比关系，而流速与塔压差也成正比关

系，所以控制好塔顶、塔釜压力就能保证一定的蒸发量，而在操作中，塔顶压力

可通过塔顶压力调节系统进行稳定调节或大部分为常压塔，为此，稳定塔釜压力

就特别重要。于是在蒸汽进料量不变情况下，我们对蒸汽压力变化情况与塔釜压

力的变化进行对比，发现两者成正比关系，而且滞后时间极小。于是将蒸汽进料

量与塔釜压力进行串级操作，将塔釜压力信号传递给蒸汽流量调节阀，蒸汽流量

调节阀根据塔釜压力进行自动调节，通过蒸汽进料量自动增大或减少，确保塔釜

压力稳定，从而保证了精馏操作不受外界蒸汽波动的影响。

我们在讨论精馏塔的控制方式，主要分析的是工艺系统对塔的影响，公用工程几

乎不对内部有制约。实际上也是如此。举例分析：蒸汽系统的压力突然变化的系

数要远远小于一个精馏塔内部压力变化的系数，也就是说蒸汽系统的压力对比塔

压是更趋于稳定；基于这个原因塔压的控制才可以串级控制再沸器的进入蒸汽流

量。如果发现蒸汽系统的压力发生了变化，塔压基本没法和加热蒸汽流量串控了。

第二塔的压差基本只是一个参考数据，一般不对塔压差进行控制。尽管塔压差过

高我们要采取一定的措施。

DCS/SCS/APC等技术伴随着大容量的工业电脑的应用，投入成本逐渐下降，精馏

塔的高级智能控制也成为可能，比如APC/SCS等技术，精馏产品纯度也得到保证。

可是这些系统其实很脆弱，由于影响这些先进控制的外来因素的影响，DCS操作

工随时都可能摘除这些控制，回到DCS的水平，进行人工干预。

问：个人认为首先蒸汽压力的波动可以直接影响釜温和塔釜压力的不稳定,同时

造成塔内压差的波动,在锅炉补水或蒸汽温度变化的情况下如果不即时去调节蒸

汽量来稳定塔内压差的话,很有可能造成反混和塔釜轻组分超标现象.这个和采

用双温差控制的方式相仿,而且在现场操作的时候,如果蒸汽压力升高或降低,如

果阀门保持同样的开度的话,蒸汽的流量会多少有加大和减少的情况,我认为公

用系统的稳定是精馏系统温度的先决条件,楼上你认为如何?

你“说”的没有任何错误。可是问题出在哪里呢？

我们以控制塔压力为例。假设塔的其它参数不变，只有供应塔底再沸的蒸汽压力

在变化，假定塔压直控塔底再沸蒸汽的量或者串控塔底蒸汽的流量。因为该蒸汽

压力的变化，然后塔压命令再沸器的流量控制阀做出调整，这样才能保持塔的稳

定。这是可以实现的，完全没有问题。（这是一元参数变化）

然而实际的情况却不能让你这样子。

我们知道塔的进料除非你特意的控制其进料流量（有这种模式），否则任何塔的

进料都是波动的，有时甚至有较大波幅（这时就产生二元参数变化），进料板一

般不能变化了（除非特殊工艺，设计了多个可控进料口），设塔的进料变大了，

就会出现塔的灵敏板以下温度降低，但是塔压已经正常，楼主的用塔压控制蒸汽

流量的阀门关闭了，可这时塔底部温度却还低呢！

如果有三元以上参数也变化呢？楼主的精馏塔还精馏吗？

正确的精馏塔的控制机理应该是这样的：因为工艺的变化，要求塔底再沸器蒸汽

流量伴随变化，蒸汽流量是从动参数。反过来是不允许的，尽管理论上是成立的。

顺便想讨论的是：一个装置中锅炉系统不会因为系统补水和排污而导致蒸汽系统

压力产生波动，否则属于事故方向问题。

2.精馏塔采用板式塔好还是填料塔好？

问：单系列60万吨/年甲醇精馏装置，是采用板式塔好呢，还是采用高效填料

塔好，请大家从两种塔各自的优缺点来谈谈。另外有谁知道国内60万吨/年甲醇

生产厂家精馏装置采用的都是什么形式的塔？

我个人认为选择填料塔还是其他什么形式的塔和生产规模的直接关系不大。主要

还是和所处理产品的工艺最大相关。从精馏塔的发展来看，板式塔塔板的技术相

对成熟度较高，并且从目前的实际应用来看，板式塔的应用还是比填料塔要多。

但是从当前的新技术发展方向分析，填料塔的发展速度很快。因为填料塔的高效

填料材料的使用，使填料塔相对于板式塔的效率可以以10倍计，也就是说，原

来大直径、大高度的板式塔可以被精简到很矮小的尺寸。这种新技术的革新，使

得工厂的排布及生产工艺的难度、设备的投入、运行维护都产生了变革。

通常来说，板式塔和填料塔的区别是：

1填料塔不适于容易聚合或者含有固体悬浮物的物料，这时应采用板式塔

2当有多股进料及侧线采出的精馏时，较适合选用板式