⑴ 蒸餾設備的設備
(molecular distillation equipment)
分子蒸餾亦稱短程蒸餾.它是一項較新的尚未廣泛應用於工業化生產的液-液分離技術.其應用能解決大量常規蒸餾技術所不能解決的問題.
分子蒸餾與常規蒸餾技術相比有以下特點:
1.普通蒸餾是在沸點溫度下進行分離操作:而分子蒸餾只要冷熱兩個面之間達到足夠的溫度差.就可以在任何溫度下進行分離.因而分子蒸餾操作溫度遠低於物料的沸點.
2.普通蒸餾有鼓泡.沸騰現象:而分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發.操作壓力很低.一般為0.1-1Pa數量級,受熱時間很短.一般僅為十秒至幾十秒.
3.普通蒸餾的蒸發和冷凝是可逆過程.液相和氣相之間處於動態相平衡,而在分子蒸餾過程中.從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上.理論上沒有返回到加熱面的可能性.所以分子蒸餾沒有不易分離的物質.
一套完整的分子蒸餾設備主要包括:分子蒸發器、脫氣系統、進料系統、加熱系統、冷卻真空系統和控制系統。分子蒸餾裝置的核心部分是分子蒸發器,其種類主要有3種:(1)降膜式:為早期形式,結構簡單,但由於液膜厚,效率差,當今世界各國很少採用;(2)刮膜式:形成的液膜薄,分離效率高,但較降膜式結構復雜;(3)離心式:離心力成膜,膜薄,蒸發效率高,但結構復雜,真空密封較難,設備的製造成本高。為提高分離效率,往往需要採用多級串聯使用而實現不同物質的多級分離。
1.降膜式分子蒸餾器
該裝置是採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式。將物料加熱,蒸發物就可在相對方向的冷凝面上凝縮。降膜式裝置為早期形式,結構簡單,在蒸發面上形成的液膜較厚,效率差,現在各國很少採用。
2.刮膜式分子蒸餾裝置
我國在80年代末才開展刮膜式分子蒸餾裝置和工藝應用研究。它採取重力使蒸發面上的物料變為液膜降下的方式,但為了使蒸發面上的液膜厚度小且分布均勻,在蒸餾器中設置了一硬碳或聚四氟乙烯制的轉動刮板。該刮板不但可以使下流液層得到充分攪拌,還可以加快蒸發面液層的更新,從而強化了物料的傳熱和傳質過程。其優點是:液膜厚度小,並且沿蒸發表面流動;被蒸餾物料在操作溫度下停留時間短,熱分解的危險性較小,蒸餾過程可以連續進行,生產能力大。缺點是:液體分配裝置難以完善,很難保證所有的蒸發表面都被液膜均勻覆蓋;液體流動時常發生翻滾現象,所產生的霧沫也常濺到冷凝面上。但由於該裝置結構相對簡單,價格相對低廉,現在的實驗室及工業生產中,大部分都採用該裝置。
3.離心式分子蒸餾裝置
該裝置將物料送到高速旋轉的轉盤中央,並在旋轉面擴展形成薄膜,同時加熱蒸發,使之與對面的冷凝面凝縮,該裝置是目前較為理想的分子蒸餾裝置。但與其它兩種裝置相比,要求有高速旋轉的轉盤,又需要較高的真空密封技術。離心式分子蒸餾器與刮膜式分子蒸餾器相比具有以下優點:由於轉盤高速旋轉,可得到極薄的液膜且液膜分布更均勻,蒸發速率和分離效率更好;物料在蒸發面上的受熱時間更短,降低了熱敏物質熱分解的危險;物料的處理量更大,更適合工業上的連續生產。 (alcohol distilling equipment)
特點:第一,節能。採用高效低阻的板型,降低釜溫,適量迴流,建立合理利用各級能量的蒸餾流程;盡量採用儀表控制或微機自控系統,使設備處於最佳負荷狀態。
第二,生產強度高。提高單位塔截面的汽液通量,特別是對醪塔的設計,更應注意其汽液比的關系。使設備更加緊湊、生產強度和處理能力又能提高的方法之一,採用高效塔板代替原有舊式塔校(塔體不動)。
第三,排污性能好。在盡量減少成熟醪中纖維物含量的同時,對設備也要考慮其適應含固形物發酵液的蒸餾,最大限度減少停產清塔的次數。
第四,充分考慮塔器的放大效應.特別是對年產量在15000噸以上的塔設備,由於塔徑均大於1.5米以上,所以要對大直徑塔設備採取積極先進措施,以減輕分離效率的降低。
第五,結構簡單,造價降低。在工藝條件許可的情況下,選用塔板結構簡單而效率又高的新型塔板。
裝置原理:
本裝置適用於制葯、食品、輕工、化工等待業的稀酒精回收,也適用於甲醇等其他溶煤的蒸餾。本裝置根據用戶的要求,可將30。左右的稀酒精蒸餾至90。-95。酒精,成品酒精度數要求再高。可加大迴流比,但產量就相應減少。
採用高效的不銹鋼波紋填料。蒸餾塔體採用不銹鋼製作,從而是防止了鐵屑堵塞填料的現象,延長了裝置的使用期限。本裝置中凡接觸酒精的設備部分如冷凝器、穩壓罐、冷卻蛇管等均採用不銹鋼,以確保成品酒精不被污染。蒸餾釜採用可拆式U型加熱管,在檢修時可將U型加熱管移出釜外,便於對加熱管外壁及蒸餾釜內壁進行清洗。本裝置可間歇生產,也可連續生產。
能力參數: 型號 塔徑mm 30~40%進料的生產能力 60~80%進料的生產能力 90%酒精 95%酒精 90%酒精 95%酒精 T-200 φ200 35kg 26kg 45kg 36kg T-300 φ300 80kg 64kg 100kg 80kg T-400 φ400 150kg 120kg 180kg 140kg T-500 φ500 230kg 185kg 275kg 220kg T-600 φ600 335kg 270kg 400kg 320kg 減壓蒸餾設備(atmospheric-vacuum distillation unit)常減壓蒸餾裝置通常包括三部分:
(1)原油預處理。採用加入化學物質和高壓電場聯合作用下的電化學法除去原油中混雜的水和鹽類。
(2)常壓蒸餾。原油在加熱爐內被加熱至370℃左右,送入常壓蒸餾塔在常壓(1大氣壓)下蒸餾出沸點較低的汽油和柴油餾分,殘油是常壓重油。
(3)減壓蒸餾。常壓重油再經加熱爐被加熱至410℃左右,進入減壓蒸餾塔在約8.799千帕(60毫米汞柱)絕壓下蒸餾,餾出裂化原料的潤滑油原料,殘油為減壓渣油。參見原油蒸餾。 水氣蒸餾是用來分散以及提純液態或者固態有機化合物的一種要領,經常使用於下列幾種環境:(1)某些沸點高的有機化合物,在常壓下蒸餾雖可與副產物分散,但易被破壞;(2)混淆物中含有大量樹脂狀雜質或者不揮發性雜質,採用蒸餾、萃取等要領都難以分散;(3)從較多固體反應物中分散出被吸附的液體。
基本原理
按照道爾頓分壓定律,當與水不相混溶的物質與水並存時,全般系統的蒸氣壓應為各組分蒸氣壓之以及,即:
p= pA+ pB
其中p 代表總的蒸氣壓,pA為水的蒸氣壓,pB 為與水不相混溶物質的蒸氣壓。
當混淆物中各組分蒸氣壓總以及等於外界大氣壓時,這時候的溫度即為它們的沸點。此沸點比各組分的沸點都低。是以,在常壓下應用水氣蒸餾,就能在低於100℃的環境下將高沸點組分與水一路蒸出來。由於總的蒸氣壓與混淆物中兩者間的相對於量無關,直至其中一組分幾乎完全移去,溫度才上漲至留在瓶中液體的沸點。我們懂得,混淆物蒸氣中各個氣體分壓(pA,pB)之比等於它們的物質的量(nA,nB)之比,即:
而nA=mA/MA;nB=mB/MB。其中
mA、mB為各物質在肯定是容量中蒸氣的質量,MA、MB為物質A以及B的相對於份子質量。是以:
可見,這兩種物質在餾液中的相對於證量(就是它們在蒸氣中的相對於證量)與它們的蒸氣壓以及相對於份子質量成正比。
以苯胺為例,它的沸點為184.4℃,且以及水不相混溶。當以及水一路加熱至98.4℃時,水的蒸氣壓為95.4 kPa,苯胺的蒸氣壓為5.6 kPa,它們的總壓力靠近大氣壓力,於是液體就開始沸騰,苯胺就隨水氣一路被蒸餾出來,水以及苯胺的相對於份子質量別離為18以及93,代入上式:
即蒸出3.3 g水可以容或者帶出1 g苯胺。苯胺在溶液中的組分佔23.3%。測試中蒸出的水量往往超過計算值,由於苯胺微溶於水,測試中尚有一部分水氣不遑與苯胺充分接觸便離開蒸餾燒杯的緣故。
哄騙水氣蒸餾來分散提純物質時,要求此物質在100℃擺布時的蒸氣壓至少在1.33 kPa擺布。要是蒸氣壓在 0.13~0.67 kPa,則其在餾出液中的含量僅佔1%,甚至更低。為了要使餾出液中的含量增高,就要想辦法提高此物質的蒸氣壓,也就是說要提高溫度,使蒸氣的溫度超過100℃,即要用過熱水氣蒸餾。例如苯甲醛(沸點178℃),進行水氣蒸餾時,在97.9℃沸騰,這時候pA=93.8 kPa,pB=7.5 kPa,則:
這時候餾出液中苯甲醛佔32.1%。
假如導入133℃過熱蒸氣,苯甲醛的蒸氣壓可達29.3kPa,故而只要有72 kPa的水氣壓,就可使系統沸騰,則:
這樣餾出液中苯甲醛的含量就提高到了70.6%。
應用過熱水氣還具有使水氣冷凝少的長處,為了防止過熱蒸氣冷凝,可在蒸餾瓶下保溫,甚至加熱。
從上面的分析可以看出,施用水氣蒸餾這種分散要領是有條件限定的,被提純物質必需具備以下幾個條件:(1)不溶或者難溶於水;(2)與沸水永劫間並存而不發生化學反應;(3)在100℃擺布必需具有肯定似的蒸氣壓(一般不小於1.33 kPa)。
⑵ 控制系統的三大基本要求
控制系統三大基本要求:動態過程平穩(穩定性);響應動作要快(快速性);跟蹤值要准確(准確性)。
1、動態過程平穩(穩定性)
定性是指測量儀器的計量特性隨時間不變化的能力。若穩定性不是對時間而言,而是對其他量而言,則應該明確說明。穩定性可以進行定量的表徵,主要是確定計量特性隨時間變化的關系。自動控制系統的種類很多,完成的功能也千差萬別,有的用來控制溫度的變化,有的卻要跟蹤飛機的飛行軌跡。但是所有系統都有一個共同的特點才能夠正常地工作,也就是要滿足穩定性的要求。
2、響應動作要快(快速性)
快速性是指當系統的輸出量與輸入量之間產生的偏差時,消除這種偏差的快慢程度。快速性好的系統,他消除偏差的過渡過程時間就短,就能復現快速變化的輸入信號,因而具有較好的動態性能。
3、跟蹤值要准確(准確性)
在統計學上,准確性也叫准確度,指在試驗或調查中某一試驗指標或性狀的觀測值與其真值的接近程度。准確性與精確性、正確性有區別。
(2)山東省的蒸餾系統控制要求擴展閱讀:
控制系統的分類:
1、按照有無反饋分類
無反饋稱為開環控制系統(open-loop control system),這種系統的輸入直接供給控制器,並通過控制器對受控對象產生控製作用。其主要優點是結構簡單、價格便宜、容易維修;缺點是精度低,容易受環境變化(例如電源波動、溫度變化等)的干擾。
有反饋稱為閉環控制系統(closed-loop control system),輸入與反饋信號比較後的差值(即偏差信號)加給控制器,然後再調節受控對象的輸出,從而形成閉環控制迴路。所以,閉環系統又稱為反饋控制系統,這種反饋稱為負反饋。與開環系統相比,閉環系統具有突出的優點,包括精度高、動態性能好、抗干擾能力強等。它的缺點是結構比較復雜,價格比較貴,對維修人員要求較高。
2、根據採用的信號處理技術不同分類
模擬控制系統,採用模擬技術處理信號的控制系統稱為模擬控制系統。
數字控制系統,採用數字技術處理信號的控制系統稱為數字控制系統。
3、根據輸入量是否恆定分類
輸入量是恆定的,這種控制系統我們一般稱之為恆值控制系統,如恆速電機、恆溫熱爐等。
輸出量隨著輸入量的變化而變化,這種控制系統稱為隨動系統。例如導彈自動瞄準系統等。
⑶ 簡要說明對控制系統有哪三方面的要求
快速,准確,清晰
⑷ 蒸餾操作中有哪些需要注意的事項
高中化學中蒸餾應注意事項:1、 控制好加熱溫度。2、選用短頸蒸餾瓶或版者採取其它保溫權措施等,保證蒸餾順利進行。3、蒸餾之前,必須了解被蒸餾的物質及其雜質的沸點和飽和蒸氣壓,以決定何時收集餾分。4、 蒸餾燒瓶應當採用圓底燒瓶。5、在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片,防止液體暴沸。6、溫度計水銀球的位置應與支管口下端位於同一水平線上。7、蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過其容積的2/3,也不能少於1/3。8、冷凝管中冷卻水從下口進,上口出。9、加熱溫度不能超過混合物中沸點最高物質的沸點。蒸餾是指利用液體混合物中各組分揮發性的差異而將組分分離的傳質過程。一、特點1.通過蒸餾操作,可以直接獲得所需要的產品,而吸收和萃取還需要如其它組分。2.蒸餾分離應用較廣泛,歷史悠久。3.能耗大,在生產過程中產生大量的氣相或液相。二、分類1.按方式分:簡單蒸餾、平衡蒸餾 、精餾、特殊精餾。2.按操作壓強分:常壓、加壓、減壓。3.按混合物中組分:雙組分蒸餾、多組分蒸餾。4.按操作方式分:間歇蒸餾、連續蒸餾。三、主要儀器蒸餾燒瓶(帶支管的),溫度計,冷凝管,牛角管,酒精燈,石棉網,鐵架台,支口錐形瓶,橡膠塞
⑸ 本人大四學生想求原油蒸餾常減壓系統的控制設計
原油蒸餾控制軟體簡介2008-05-26 14:54轉 永立 撫順石油化工研究院
DCS在我國煉油廠應用已有15年歷史,有20多家煉油企業安裝使用了不同型
號的DCS,對常減壓裝置、催化裂化裝置、催化重整裝置、加氫精製、油品調合等實施
過程式控制制和生產管理。其中有十幾套DCS用於原油蒸餾,多數是用於常減壓裝置的單回
路控制和前饋、串級、選擇、比值等復雜迴路控制。有幾家煉油廠開發並實施了先進控制
策略。下面介紹DCS用原油蒸餾生產過程的主要控制迴路和先進控制軟體的開發和應用
情況。
一、工藝概述
對原油蒸餾,國內大型煉油廠一般採用年處理原油250~270萬噸的常減壓裝置
,它由電脫鹽、初餾塔、常壓塔、減壓塔、常壓加熱爐、減壓加熱爐、產品精餾和自產蒸
汽系統組成。該裝置不僅要生產出質量合格的汽油、航空煤油、燈用煤油、柴油,還要生
產出催化裂化原料、氧化瀝青原料和渣油;對於燃料一潤滑油型煉油廠,還需要生產潤滑
油基礎油。各煉油廠均使用不同類型原油,當改變原油品種時還要改變生產方案。
燃料一潤滑油型常減壓裝置的工藝流程是:原油從罐區送到常減壓裝置時溫度一般為
30℃左右,經原油泵分路送到熱交換器換熱,換熱後原油溫度達到110℃,進入電脫
鹽罐進行一次脫鹽、二次脫鹽、脫鹽後再換熱升溫至220℃左右,進入初餾塔進行蒸餾
。初餾塔底原油經泵分兩路送熱交換器換熱至290℃左右,分路送入常壓加熱爐並加熱
到370℃左右,進入常壓塔。常壓塔塔頂餾出汽油,常一側線(簡稱常一線)出煤油,
常二側線(簡稱常二線)出柴油,常三側線出潤料或催料,常四側線出催料。常壓塔底重
油用泵送至常壓加熱爐,加熱到390℃,送減壓塔進行減壓蒸餾。減一線與減二線出潤
料或催料,減三線與減四線出潤料。
二、常減壓裝置主要控制迴路
原油蒸餾是連續生產過程,一個年處理原油250萬噸的常減壓裝置,一般有130
~150個控制迴路。應用軟體一部分是通過連續控制功能塊來實現,另一部分則用高級
語言編程來實現。下面介紹幾種典型的控制迴路。
1.減壓爐0.7MPa蒸汽的分程式控制制
減壓爐0.7MPa蒸汽的壓力是通過補充1.1MPa蒸汽或向0.4MPa乏氣
管網排氣來調節。用DCS控制0.7MPa蒸汽壓力,是通過計算器功能進行計算和判
斷,實現蒸汽壓力的分程式控制制。0.7MPa蒸汽壓力檢測信號送入功能塊調節器,調節
器輸出4~12mA段去調節1.1MPa蒸汽入管網調節閥,輸出12~20mA段去
調節0.4MPa乏氣管網調節閥。這實際是仿照常規儀表的硬分程方案實現分程調節,
以保持0.7MPa蒸汽壓力穩定。
2.常壓塔、減壓塔中段迴流熱負荷控制
中段迴流的主要作用是移去塔內部分熱負荷。中段迴流熱負荷為中段迴流經熱交換器
冷卻前後的溫差、中段迴流量和比熱三者的乘積。由中段迴流熱負荷的大小來決定迴流的
流量。中段迴流量為副回中路,用中段熱負荷來串中段迴流流量組成串級調節迴路。由D
CS計算器功能塊來求算冷卻前後的溫差,並求出熱負荷。主迴路熱負荷給定值由工人給
定或上位機給定。
3.提高加熱爐熱效率的控制
為了提高加熱爐熱效率,節約能源,採取了預熱入爐空氣、降低煙道氣溫度、控制過
剩空氣系數等方法。一般加熱爐控制是利用煙氣作為加熱載體來預熱入爐空氣,通過控制
爐膛壓力正常,保證熱效率,保證加熱爐安全運行。
(1)爐膛壓力控制
在常壓爐、減壓爐輻射轉對流室部位設置微差壓變送器,測出爐膛的負壓,利用長行
程執行機構,通過連桿來調整煙道氣檔板開度,以此來維持爐膛內壓力正常。
(2)煙道氣氧含量控制
一般採用氧化鋯分析器測量煙道氣中的氧含量,通過氧含量來控制鼓風機入口檔板開
度,控制入爐空氣量,達到最佳過剩空氣系數,提高加熱爐熱效率。
4.加熱爐出口溫度控制
加熱爐出口溫度控制有兩種技術方案,它們通過加熱爐流程畫面上的開關(或軟開關
)切換。一種方案是總出口溫度串燃料油和燃料氣流量,另一種方案是加熱爐吸熱一供熱
值平衡控制。熱值平衡控制需要使用許多計算器功能塊來計算熱值,並且同時使用熱值控
制PID功能塊。其給定值是加熱爐的進料流量、比熱、進料出口溫度和進口溫度之差值
的乘積,即吸熱值。其測量值是燃料油、燃料氣的發熱值,即供熱值。熱值平衡控制可以
降低能耗,平穩操作,更有效地控制加熱爐出口溫度。該系統的開發和實施充分利用了D
CS內部儀表的功能。
5.常壓塔解耦控制
常壓塔有四個側線,任何一個側線抽出量的變化都會使抽出塔板以下的內迴流改變,
從而影響該側線以下各側線產品質量。一般可以用常一線初餾點、常二線干點(90%干
點)、常三線粘度作為操作中的質量指標。為了提高輕質油的收率,保證各側線產品質量
,克服各側線的相互影響,採用了常壓塔側線解耦控制。以常二線為例,常二線抽出量可
以由二線抽出流量來控制,也可以用解耦的方法來控制,用流程畫面發換開關來切換。解
耦方法用常二線干點控制功能塊的輸出與原油進料量的延時相乘來作為常二線抽出流量功
能塊的給定值。其測量值為本側線流量與常一線流量延時值、常塔餾出油量延時值之和。
組態時使用了延時功能塊,延時的時間常數通過試驗來確定。這種自上而下的干點解耦控
制方法,在改變本側線流量的同時也調整了下一側線的流量,從而穩定了各側線的產品質
量。解耦控制同時加入了原油流量的前饋,對平穩操作,克服擾動,保證質量起到重要作
用。
三、原油蒸餾先進控制
1.DCS的控制結構層
先進控制至今沒有明確定義,可以這樣解釋,所謂先進控制廣義地講是傳統常規儀表
無法構造的控制,狹義地講是和計算機強有力的計算功能、邏輯判斷功能相關,而在DC
S上無法簡單組態而得到的控制。先進控制是軟體應用和硬體平台的聯合體,硬體平台不
僅包括DCS,還包括了一次信息採集和執行機構。
DCS的控制結構層,大致按三個層次分布:
·基本模塊:是基本的單迴路控制演算法,主要是PID,用於使被控變數維持在設定
點。
·可編程模塊:可編程模塊通過一定的計算(如補償計算等),可以實現一些較為復
雜的演算法,包括前饋、選擇、比值、串級等。這些演算法是通過DCS中的運算模塊的組態
獲得的。
·計算機優化層:這是先進控制和高級控制層,這一層次實際上有時包括好幾個層次
,比如多變數控制器和其上的靜態優化器。
DCS的控制結構層基本是採用遞階形式,一般是上層提供下層的設定點,但也有例
外。特殊情況下,優化層直接控制調節閥的閥位。DCS的這種控制結構層可以這樣理解
:基本控制層相當於單迴路調節儀表,可編程模塊在一定程度上近似於復雜控制的儀表運
算互聯,優化層則和DCS的計算機功能相對應。原油蒸餾先進控制策略的開發和實施,
在DCS的控制結構層結合了對象數學模型和專家系統的開發研究。
2.原油蒸餾的先進控制策略
國內原油蒸餾的先進控制策略,有自行開發應用軟體和引進應用軟體兩種,並且都在
裝置上閉環運行或離線指導操作。
我國在常減壓裝置上研究開發先進控制已有10年,各家技術方案有著不同的特點。
某廠最早開發的原油蒸餾先進控制,整個系統分四個部分:側線產品質量的計算,塔內汽
液負荷的精確計算,多側線產品質量與收率的智能協調控制,迴流取熱的優化控制。該應
用軟體的開發,充分發揮了DCS的強大功能,並以此為依託開發實施了高質量的數學模
型和優化控制軟體。系統的長期成功運行對國內DCS應用開發是一種鼓舞。各企業開發
和使用的先進控制系統有:組份推斷、多變數控制、中段迴流及換熱流程優化、加熱爐的
燃料控制和支路平衡控制、餾份切割控制、汽提蒸汽量優化、自校正控制等,下面介紹幾
個先進控制實例。
(1)常壓塔多變數控制
某廠常壓塔原採用解耦控制,在此基礎上開發了多變數控制。常壓塔有兩路進料,產
品有塔頂汽油和四個側線產品,其中常一線、常二線產品質量最為重要。主要質量指標是
用常一線初餾點、常一線干點和常二線90%點溫度來衡量,並由在線質量儀表連續分析
。以上三種質量控制通常用常一線溫度、常一線流量和常二線流量控制。常一線溫度上升
會引起常一線初餾點、常一線干點及常二線90%點溫度升高。常一線流量或常二線流量
增加會使常一線干點或常二線90%點溫度升高。
首先要確立包括三個PID調節器、常壓塔和三個質量儀表在內的廣義的對象數學模
型:
式中:P為常一線產品初餾點;D為常一線產品干點;T〔,2〕為常二線產品90
%點溫度;T〔,1〕為常一線溫度;Q〔,1〕為常一線流量;Q〔,2〕為常二流量
。
為了獲得G(S),在工作點附近採用飛升曲線法進行模擬擬合,得出對象的廣義對
象傳遞函數矩陣。針對廣義對象的多變數強關聯、大延時等特點,設計了常壓塔多變數控
制系統。
全部程序使用C語言編程,按照採集的實時數據計算控制量,最終分別送到三個控制
迴路改變給定值,實現了常壓塔多變數控制。
分餾點(初餾點、干點、90%點溫度)的獲取,有的企業採用引進的初餾塔、常壓
塔、減壓塔分餾點計算模型。分餾點計算是根據已知的原油實沸點(TBT)曲線和塔的
各側線產品的實沸點曲線,實時採集塔的各部溫度、壓力、各進出塔物料的流量,將塔分
段,進行各段上的物料平衡計算、熱量平衡計算,得到塔內液相流量和氣相流量,從而計
算出抽出側線產品的分餾點。
用模型計算比在線分析儀快,一般系統程序每10秒運行一次,克服了在線分析儀的
滯後,改善了調節品質。在計算出分餾點的基礎上,以計算機間通訊方式,修改DCS系
統中相關側線流量控制模塊給定值,實現先進控制。
還有的企業,操作員利用常壓塔生產過程平穩的特點,將SPC控制部分切除,依照
計算機根據實時參數計算出的分餾點,人工微調相關側線產品流量控制系統的給定值,這
部分優化軟體實際上只起著離線指導作用。
(2)LQG自校正控制
某廠在PROVOX系統的上位機HP1000A700上用FORTRAN語言開
發了LQG自校正控製程序,對常減壓裝置多個控制迴路實施LQG自校正控制。
·常壓塔頂溫度控制。該迴路原採用PID控制,因受處理量、環境溫度等變化因素
的影響,無法得到滿意的控制效果。用LQG自校正控制代替PID控制後,塔頂溫度控
製得到比較理想的效果。塔頂溫度和塔頂撥出物的干點存在一定關系,根據工藝人員介紹
,塔頂溫度每提高1℃,干點可以提高3~5℃。當塔頂溫度比較平穩時,工藝人員可以
適當提高塔頂溫度,使干點提高,便可以提高收率。按年平均處理原油250萬噸計算,
如干點提高2℃,塔頂撥出物可增加上千噸。自適應控制帶來了可觀的經濟效益。
·常壓塔的模擬優化控制。在滿足各餾出口產品質量要求前提下,實現提高撥出率及
各段迴流取熱優化。餾出口產品質量仍採用先進控制,要求達到的目標是:常壓塔頂餾出
產品的質量在閉環控制時,其干點值在給定值點的±2℃,常壓塔各側線分別達到脫空3
~5℃,常二線產品的恩氏蒸餾分析95%點溫度大於350℃,常三線350℃餾份小
於15%,並在操作台上CRT顯示上述各側線指標。在保證塔頂撥出率和各側線產品質
量之前提下優化全塔迴流取熱,使全塔回收率達到90%以上。
·減壓塔模擬優化控制。在保證減壓混和蠟油質量的前提下,量大限度拔出蠟油餾份
,減二線90%餾出溫度不小於510℃,減壓渣油運行粘度小於810■泊(對九二三
油),並且優化分配減一線與減二線的取熱。
(3)中段迴流計算
分餾塔的中段迴流主要用來取出塔內一部分熱量,以減少塔頂負荷,同時回收部分熱
量。但是,中段迴流過大對蒸餾不利,會影響分餾精度,在塔頂負荷允許的情況下,適度
減少中段迴流量,以保證一側線和二側線產品脫空度的要求。由於常減壓裝置處理量、原
油品種以及生產方案經常變化,中段迴流量也要作相應調整,中段迴流量的大小與常壓塔
負荷、塔頂汽油冷卻器負荷、產品質量、回收勢量等條件有關。中段迴流計算的數學模型
根據塔頂迴流量、塔底吹氣量、塔頂溫度、塔頂迴流入口溫度、頂循環迴流進口溫度、中
段迴流進出口溫度等計算出最佳迴流量,以指導操作。
(4)自動提降量模型
自動提降量模型用於改變處理量的順序控制。按生產調度指令,根據操作經驗、物料平
衡、自動控制方案來調整裝置的主要流量。按照時間順序分別對常壓爐流量、常壓塔各側
線流量、減壓塔各側線流量進行提降。該模型可以通過DCS的順序控制的幾種功能模塊
去實現,也可以用C語言編程來進行。模型閉環時,不僅改變有關控制迴路的給定值,同
時還在列印機上列印調節時間和各迴路的調節量。
四、討論
1.原油蒸餾先進控制幾乎都涉及到側線產品質量的質量模型,不管是靜態的還是動
態的,其基礎都源於DCS所採集的塔內溫度、壓力、流量等信息,以及塔內物料/能量
的平衡狀況。過程模型的建立,應該進一步深入進行過程機理的探討,走機理分析和辨認
建模的道路,同時應不斷和人工智慧的發展相結合,如人工神經元網路模型正在日益引起
人們的注意。在無法得到全局模型時,可以考慮局部模型和專家系統的結合,這也是一個
前景和方向。
2.操作工的經驗對先進控制軟體的開發和維護很重要,其中不乏真知灼見,如何吸
取他們實踐中得出的經驗,並幫助他們把這種經驗表達出來,並進行提煉,是一項有意義
的工作,這一點在開發專家系統時尤為重要。
3.DCS出色的圖形功能一直為人們所稱贊,先進控制一般是在上位機中運行,在
實施過程中,應在操作站的CRT上給出先進控制信息,這種信息應使操作工覺得親切可
見,而不是讓人感到乏味的神秘莫測,這方面的開發研究已獲初步成效,還有待進一步開
發和完善。
4.國內先進控制軟體的標准化、商品化還有待起步,目前控制軟體設計時還沒有表達
其內容的標准符號,這是一大障礙。這方面的研究開發工作對提高DCS應用水平和推廣
應用成果有著重要意義。
⑹ ph值控制系統要求對過程中ph值進行控制
ph自動控制加液系統怎麼控制大發酵罐的ph值 由微電腦PH控制系統與蠕動泵聯機,自動加酸加鹼,調節溶液PH達到預設值;單泵自動添加酸性或鹼性液體,既可對溶液進行PH值靜態或在線檢測調整,
⑺ 「自動控制系統」的基本要求的三點是什麼
自動來控制系統的基本要求有三點:源
1.穩定性(長期穩定性)
2.准確性(精度)
3.快速性(相對穩定性)
穩定性:對恆值系統要求當系統受到擾動後,經過一定時間的調整能夠回到原來的期望值。
對隨動系統,被控制量始終跟蹤參據量的變化。穩定性是對系統的基本要求,不穩定的系統不能實現預定任務。穩定性,通常由系統的結構決定與外界因素無關。
快速性:對過渡過程的形式和快慢提出要求,一般稱為動態性能。穩定高射炮射角隨動系統,雖然炮身最終能跟蹤目標,但如果目標變動迅速,而炮身行動遲緩,仍然抓不住目標。
准確性:用穩態誤差來表示。如果在參考書如信號作用下,當系統達到穩態後,其穩態輸出與參考輸入所要求的期望輸出之差叫做給定穩態誤差。顯然,這種誤差越小,表示系統的輸出跟隨參考輸入的精度越高。
⑻ 空壓機系統的控制要求有哪些
德耐爾空壓機告訴您,對於空壓機及系統的控制,一般需要考慮以下幾個方面的控制
(1)恆壓控制原料空壓機的作用就是滿足工藝要求送出一個壓力恆定的氣流,為膨脹機、主換熱器和分
餾塔提供原料空氣。
(2)防喘振控制喘振工況為空壓機的非正常工況,是離心式壓縮機特有的工況之一,很具破壞性。一旦
空壓機出現喘振,就會直接損壞空壓機設備,嚴重的會造成空分停車。一般說來,壓縮機的防喘振控制
對象為防喘振閥。
⑼ 設計恆溫箱溫度控制系統的要求
你想別人告訴你控制系統的要求?還是要別人根據你的要求做控制系統呢?
⑽ 山東省危險化工工藝自動化控制改造標准
一、總體目標
通過推進化工企業涉及危險化工工藝生產裝置自動化改造工作,切實提高化工企業安全保障能力,全面提升化工企業本質安全水平,確保我省危險化學品行業安全生產形勢持續穩定。
二、工作任務
涉及硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、重氮化、加氫反應等15種危險工藝化工生產裝置全部裝備和完善自動控制系統,大型和高度危險化工裝置裝備緊急停車系統。
三、實施步驟
(一)評價確認。各化工企業按照國家安監總局《首批重點監管的危險化工工藝目錄》和《首批重點監管的危險化工工藝安全控制要求、重點監控參數及推薦的控制方案》要求,聘請甲級安全評價機構對照本企業採用的危險化工工藝及其特點,專項安全評價自動控制情況,並將評價報告上報省安全監管局。
(二)制定改造方案。經評價,未達到自動控制要求的,要立即制定整改計劃和改造方案。改造方案要由具有相應資質的設計單位會同企業有關專業人員研究制訂,並報省安全監管局備案。各市(地)安監局要檢查指導轄區內企業自動化改造工作進展情況。
(三)方案實施。安裝改造工程要由具備相應資質的施工安裝單位承擔。實施改造企業在安裝改造前後要有完善的停、開車方案,落實防範措施,確保停、開車安全。安裝改造完成後,要由安全評價機構對自動化控制及安全聯鎖停車裝置驗收評價,並建立檔案,確保裝置運行靈敏、可靠,確保人員及設備安全。
(四)改造確認。危險化工工藝生產裝置自動化改造工作完成後,企業要及時將驗收評價報告報省安全監管局備案。
四、工作要求
(一)提高認識,加強領導,落實責任。各級安全監管部門要充分認識我省化工企業安全生產基礎仍然薄弱,特別是一些高危險工藝化工企業沒有配置自動化控制及安全聯鎖,工藝裝置本質安全水平較低,化工生產過程大多涉及高溫、高壓、易燃、易爆和有毒有害,一旦出現異常且控制不當,極易引發惡性事故。實施化工生產過程自動化控制及安全聯鎖技術改造,是規范安全生產管理、降低安全風險、防止事故發生的重要措施,也是強化企業安全生產基礎、提升本質安全水平的有效途徑。各地市要切實加強對自動化改造工作組織領導,周密部署,精心組織,強力推進,認真實施,切實督促企業嚴格落實主體責任,加大安全投入、加快安裝改造進度。
(二)強化管理,狠抓落實,確保進度。各市(地)要針對這項工作時間緊、專業性強、改造任務重的情況,加強各實施階段督促檢查,及時掌握改造企業工作進展和存在困難,採取得力措施,狠抓落實,確保如期完成工作任務。各企業要科學分析各自裝置特點,按照安全可靠、經濟適用原則,充分吸收設計、評價等單位技術人員和化工專家意見,積極穩妥的實施改造。各縣(市、區)安全監管部門要切實加強對安裝改造工作過程中停產和復工環節安全監管,督促企業建立並嚴格落實化工裝置開、停車方案、安全操作規程和應急處置預案,保證裝置改造工作安全順利進行。
(三)強化監管,嚴格許可,把住安全准入關。要將是否安裝自動化控制及安全聯鎖系統作為換(發)安全生產行政許可的必要條件,嚴把安全生產准入關。實施改造的企業,要在安裝改造工程驗收後,編制自動化控制及安全聯鎖系統安裝報告書報當地安監部門。新、改、擴建項目,涉及化工裝置屬於安裝改造范圍的,必須同時設計、安裝和使用相應的自動化控制及安全聯鎖裝置。未經設立安全審查或安全設施設計審查的,必須提出或設計相應的自動化控制及安全聯鎖系統,否則,不予通過安全審查。已經試生產的,必須在試生產結束前配置相應的自動化控制及安全聯鎖裝置,確因時間緊、工作量大等原因無法完成的,要作出安裝改造的時限承諾(最長不超過6個月),並認真實施,否則不予通過安全設施竣工驗收。危險化學品建設項目設立安全評價報告,要採用危險度評價法,分析工藝裝置的安全風險,提出是否安裝自動化控制及安全聯鎖系統的措施建議。危險化學品建設項目竣工驗收安全評價報告、生產企業現狀安全評價報告,要對是否按規定要求安裝自動化控制及安全聯鎖裝置作出評價。危險化學品建設項目安全設施設計專篇,要根據工藝裝置的安全風險分析、風險級別和措施建議,充分考慮和設計重要參數的測量、控制、報警、自動聯鎖保護及緊急停車等自動化控制及安全聯鎖設施和措施。