封面
0
目录
1. 概述.......................................................................................................................... 1 2. 工艺说明.................................................................................................................. 2 2.1. 工艺概述............................................................................................................ 2 2.1.1. 精馏工艺...................................................................................................... 2 2.1.2. 典型设备及工艺参数.................................................................................. 2 2.2. 工艺流程图........................................................................................................ 3 2.3. 工艺对自动控制的要求.................................................................................... 3 3. 设计.......................................................................................................................... 4 3.1. 控制系统............................................................................................................ 4 3.1.1. 控制系统的确定.......................................................................................... 4 3.1.2. 控制系统参数的选择.................................................................................. 4 3.2. 控制规律确定.................................................................................................... 4 3.3. 正反作用的确定................................................................................................ 4 3.3.1. 执行器正、反作用的选择.......................................................................... 4 3.3.2. 控制器正、反作用的选择.......................................................................... 5 3.4. 控制方案............................................................................................................ 5 3.4.1. 方块图.......................................................................................................... 5 3.4.2. 抗干扰控制说明.......................................................................................... 5 3.4.3. 测量点选取.................................................................................................. 6 3.5. 带控制点工艺流程图........................................................................................ 6 4. 设备选型.................................................................................................................. 7 4.1. 设备一览表........................................................................................................ 7 4.2. 仪表的选择........................................................................................................ 7 4.2.1. 温度计及温度变送器的选择...................................................................... 7
1
4.2.2. 蒸汽流量仪表的选择.................................................................................. 7 4.3. 执行器的选择.................................................................................................... 8 5. 安装、运行及注意事项.......................................................................................... 9 5.1. 热电阻................................................................................................................ 9 5.2. 温度变送器........................................................................................................ 9 5.3. 流量检测仪表（蒸汽流量计）...................................................................... 10 6. 总结........................................................................................................................ 11 参考文献...................................................................................................................... 11
2
高沸塔塔釜温度控制
1. 概述
精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。精馏塔的控制直接影响到产品质量、产量和能量的消耗，因此精馏塔的自动控制设计长期以来一直受到人们的高度重视 。
精馏塔是一个多输入和多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制作用响应缓慢，参数间相互关联严重，而控制要求又大多较高。这些都给自动控制的实施带来一定困难。同时各塔工艺结构特点又千差万别，这就更需要深入分析工艺特性，进行自动控制方案的设计和研究。
精馏过程是一个复杂的传质传热过程，表现为：“过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂”，这些给自动控制设计带来了不小的麻烦。作为化工生产中应用最广的分离过程，精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。但在实际生产中，为了保证产品合格，精馏装置操作往往偏于保守，操作方法以及操作参数设置往往欠合理，过分离现象普遍存在 。精馏过程消耗的能量绝大部分并非用于组分分离，而是被冷却水或分离组分带走。因此，精馏过程的节能潜力很大，收效也很明显。
所以说实现精馏塔的合理控制对于化工行业来说极为重要，不光是因为提高分离效果，节约整个工艺的生产成本；更是有效的降低了能源损失。在现今能源问题日益严峻的社会，提高能源利用率更加迫切。
当前在工业、农业、电子、建筑以及人们日常生活中广泛应用的PVC（聚氯乙烯）是一种热塑性树脂，由于强度高和加工过程简单而且成本较低，因此在生活中得到广泛应用。在PVC的生产过程中，氯乙烯精馏过程是其中重要的生产环节，精馏过程生产出高纯度的氯乙烯单体，将对下一步氯乙烯的聚合产品质量产生较大影响。
PVC高沸点精馏塔的提馏段温度是保证塔底产品分离纯度的重要依据，要求温度恒定，因此需要较高的控制质量。本次设计目的就是要根据控制要求，对提馏段温度进行稳定的控制。控制系统的总体方案，可采用自动控制方式，利用变送器、调节器，控制阀等方式自动控制精馏塔精馏，得到符合规定质量合格的产物。
1
化工自动控制设计竞赛 2. 工艺说明 2.1. 工艺概述 2.1.1. 精馏工艺 本设计针对25万吨∕年PVC项目高沸塔塔釜温度进行自动控制设计。氯乙烯精馏过程是PVC生产过程中的重要环节，氯乙烯精馏过程一般由低沸系统和高沸系统构成。在低沸塔中除去轻组分杂质，在高沸塔中除去重组分杂质。氯乙烯及重组分进入高沸塔后，轻组分从塔顶馏出，经调节阀控制一路回流进入高沸塔塔顶，另一路送出工艺系统得到氯乙烯产品。少量的氯乙烯与重组分从塔底排出，在经再沸器加热后，一路回流入高沸塔塔釜，一路送回再吸收塔进行吸收。在整个流程中，两塔的温度对于氯乙烯的分离效果极为重要，温度合理控制更需要多全面进行考虑。 2.1.2. 典型设备及工艺参数 高沸塔又称为二氯乙烷塔或精馏塔，是用来从粗氯乙烯中分离出二氯乙烷等高沸点馏分的精馏塔。该塔为板式塔，采用筛板塔盘，分别由塔顶冷凝器、塔身塔底再沸器三部分组成。精馏段塔板数为25块，提馏段塔板数为10块，主要是釜残液需进行回收利用，提馏段塔板数可适当减少，回流比控制在0.2～0.6之间。全塔的物料进出成分可参见表2-1，部分工艺参数参见2-2.。 表2-1 高沸塔物料进出组成 物料类型 主进料 馏出液 釜残液 主要组分（沸点） 氯乙烯（23℃） 氯乙烯 二氯乙烯（120℃） 少量组分 二氯乙烯、HCl等 HCl、H2O 氯乙烯 塔底再沸器采用立式热虹吸再沸器，水蒸气走壳程，主物料走管程。再沸器中，热蒸汽与釜残液逆流换热，釜残液在再沸器的上方再次到达气液平衡，回流 2
精馏塔塔釜温度控制设计
