化工控制系統淺析——精餾塔復雜控制

咱們書(shū)接上回，前文已經(jīng)介紹完精餾塔簡(jiǎn)單控制方案，可以滿(mǎn)足一般正常的生產(chǎn)需求，獲得持續穩定的運行效果。但“一母生九子，九子各不同”，為滿(mǎn)足具體工藝條件，化工廠(chǎng)中的精餾塔可不都是那么規規矩矩，不必說(shuō)變徑的汽提塔，涼爽的深冷塔，高大的乙烯塔，帶側線(xiàn)的常減壓，也不必說(shuō)戊二醛在分子精餾塔中逸出，乙醇在共沸精餾塔中富集，乙腈萃取塔忽然把碳五原料分離開(kāi)了，單是節能的創(chuàng )新性的隔壁塔，就有無(wú)限趣味。本文就以下四個(gè)相對容易理解的情景，簡(jiǎn)單介紹幾種精餾塔復雜控制方案，更復雜具體的情況，還需要再此基礎上加以改進(jìn)、靈活變通。

生產(chǎn)過(guò)程中難免會(huì )遇到進(jìn)料量波動(dòng)劇烈的情況，為提高精餾塔運行穩定性，需要提高控制精度：可以引入進(jìn)料量F的靜態(tài)前饋控制信號，與原有溫度反饋控制系統共同組成前饋-反饋控制系統。當進(jìn)料量變化時(shí)，V(L)做出相應變化以保持V/F(L/D)不變，或者D(B)相應變化保持D/F(B/F)不變。

質(zhì)量控制具有產(chǎn)品不合格立即停止出料的優(yōu)點(diǎn)，可以嚴格保證產(chǎn)品質(zhì)量，當回流罐容積較大時(shí)控制滯后較大?？梢砸氘a(chǎn)品流量D(B)的前饋信號，與原有的溫度反饋控制系統，液位反饋控制系統，組成“強制內部平衡的”前饋-反饋控制系統。產(chǎn)品流量D(B)變化時(shí)，前饋信號發(fā)揮作用，及時(shí)對回流量L(V)產(chǎn)生控制作用，不必等待液位L_D(L_B)發(fā)生變化。

在工業(yè)生產(chǎn)中由于管網(wǎng)壓力波動(dòng)，可以對冷劑流量和再沸器加熱蒸汽量產(chǎn)生干擾，影響精餾塔回流比和再沸比，進(jìn)而影響產(chǎn)品純度?？梢砸氪壙刂葡到y，選取流量本身作為副變量，將管網(wǎng)壓力波動(dòng)納入副回路之中。

液泛等非正常操作給裝置運行帶來(lái)巨大隱患，甚至容易誘發(fā)全廠(chǎng)安全事故，造成重大人員和財產(chǎn)損失。以下為防止液泛控制圖，液泛成因是液相負荷過(guò)大，其顯著(zhù)表現是塔壓差激增，故選擇塔壓差為間接指標，采用選擇性控制系統：正常操作時(shí)，溫度控制器控制再沸器加熱蒸汽量；當液相負荷過(guò)大時(shí)，低選器切換至由壓力控制器控制再沸器加熱蒸汽量，防止液泛情況發(fā)生。

以上四個(gè)案例涵蓋了大多數精餾塔復雜控制搭建思路，實(shí)際應用需要結合具體設備操作條件，合理變通可以獲得更高質(zhì)量的控制效果，為設計和模擬增添嚴謹性。但，以上控制方案，真的可以滿(mǎn)足現代化工控制需要嗎？化工控制是一個(gè)系統工程，牽一發(fā)而動(dòng)全身，以上控制方案只是一個(gè)局部的點(diǎn)，點(diǎn)到面的擴展并非簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單、一帆風(fēng)順（畢竟面到點(diǎn)是降維打擊），更全面細致的整體介紹，敬請期待……