錢春海（中沙（天津）石化有限公司， 天津 300271）

關(guān)于精餾塔自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究

錢春海（中沙（天津）石化有限公司， 天津 300271）

精餾塔是當(dāng)前工業(yè)化生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵化工裝置之一，主要應(yīng)用在混合物質(zhì)的提純操作或者分離操作上，由于該裝置的應(yīng)用效果顯著，所以被廣泛應(yīng)用在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域上。為進(jìn)一步提升完善精餾塔自動(dòng)控制系統(tǒng)的管理和應(yīng)用效果，本文主要對(duì)精餾塔的應(yīng)用類型進(jìn)行合理分析，列出自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要內(nèi)容，進(jìn)而對(duì)其未來優(yōu)化和研究方向進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，以供參考。

精餾塔；自動(dòng)控制系統(tǒng)；控制內(nèi)容；優(yōu)化研究

精餾塔是對(duì)揮發(fā)指數(shù)等性質(zhì)特征均不相同的物質(zhì)實(shí)行提純或者分離的裝置，即被稱為精餾過程，提純過程就是對(duì)物質(zhì)實(shí)行多次的、連續(xù)性的冷凝處理和汽化處理，以保證其經(jīng)過分離后獲得高純度的物質(zhì)［1］。所以，對(duì)于精餾塔自動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)要領(lǐng)實(shí)行分析十分必要。本文主要對(duì)板式精餾塔的自動(dòng)控制內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化分析，即在實(shí)行控制操作過程中，結(jié)合物質(zhì)的操作標(biāo)準(zhǔn)，以及精餾處理要求選擇適宜的自動(dòng)控制操作工藝，以進(jìn)一步提升物質(zhì)精餾控制的質(zhì)量，提升分離物質(zhì)的純度。

1 精餾塔的分類

①以精餾塔的組成結(jié)構(gòu)實(shí)行分類，可以將精餾塔分成兩種，一是板式精餾塔，二是填充材料；②以精餾塔的功能性實(shí)行分類，即可分成二元和多元的精餾塔；③以精餾塔的原料添加形式實(shí)行分類，即可分成連續(xù)性、間歇性的精餾塔；④以精餾塔的可精餾原料實(shí)行分類，即可分成特殊精餾塔與一般精餾塔；⑤以精餾塔的工作壓力實(shí)行分類，則可以分成以下三種類型，一是負(fù)壓精餾塔，二是常壓精餾塔，三是高壓精餾塔。

2 精餾塔自動(dòng)控制內(nèi)容

（1）變量控制內(nèi)容分析 精餾塔在實(shí)際運(yùn)行過程中，會(huì)涉及到三大方面的變量控制，具體包括：①操縱變量：即精餾塔底出現(xiàn)的物流量、回流量、冷卻量，還有塔頂部分的冷凝液流量等；②被控變量：精餾塔塔中的壓力，還有分別處于塔底和塔頂?shù)囊何粷舛群驼羝麧舛?；③干擾變量：常規(guī)壓力、常規(guī)溫度還有難以控制的進(jìn)料成分。

三者的關(guān)系分析：由于操縱變量和被控變量二者之間的關(guān)系為主從關(guān)系，在精餾塔的運(yùn)行中，兩項(xiàng)變量關(guān)系又有著密不可分的聯(lián)系，且為雙向的作用力表現(xiàn)，所以，為進(jìn)一步提升精餾塔的操作穩(wěn)定性，可以對(duì)二者的變量干系實(shí)行合理調(diào)節(jié)，以充分增強(qiáng)精餾塔運(yùn)行的穩(wěn)定性。干擾變量相對(duì)于前兩種變量關(guān)系而言，則屬于一種外部干擾性變量，所以對(duì)于精餾塔自動(dòng)控制內(nèi)容的操作上，有必要對(duì)干擾變量實(shí)行有效控制，以充分減少其對(duì)精餾運(yùn)行操作的負(fù)面影響，進(jìn)而為精餾控制操作系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行提供更為有利的支持。

（2）平衡控制內(nèi)容分析 精餾塔的平衡控制內(nèi)容主要包括兩大方面，一是精餾塔的物料進(jìn)料方面的控制；二是精餾塔所需能量穩(wěn)定性方面的控制［2］。實(shí)行精餾過程中，有必要對(duì)物料的平衡性實(shí)行全面控制，以保證物料進(jìn)入到精餾塔后，能夠獲得高標(biāo)準(zhǔn)的分離產(chǎn)物，提升分離操作的工作效率；同時(shí)，充分降低塔底排出物的產(chǎn)品濃度，通過物料的平衡控制，不僅可以提升產(chǎn)品分離的質(zhì)量，而且能夠減少資源的浪費(fèi)。通過對(duì)精餾塔中平衡狀態(tài)的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)行合理調(diào)節(jié)，或者結(jié)合塔內(nèi)所存在的問題進(jìn)行合理的分析和探討，做出相應(yīng)的調(diào)整，來確保精餾塔塔內(nèi)操作所需能量的穩(wěn)定性，進(jìn)而加快產(chǎn)物的分類速度，提升整體的工作效率。當(dāng)前的精餾塔平衡控制上，均由自動(dòng)控制系統(tǒng)來操作。

（3）產(chǎn)品成分控制內(nèi)容分析 產(chǎn)品經(jīng)過精餾塔的分離和提純后獲得的純度越高說明其工作效果更優(yōu)，所以，為進(jìn)一步提升產(chǎn)品的提純效果，有必要利用自動(dòng)控制系統(tǒng)完成產(chǎn)品的相關(guān)檢查和質(zhì)量控制工作，具體包括精餾時(shí)產(chǎn)品所需的流量和回流量，以及后期的蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)等；而對(duì)于提純后的產(chǎn)品成分控制辦法主要包括分析儀器法等［3］。但是，隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的提升，信息化管理已經(jīng)逐漸融入到工業(yè)控制操作中，由于信息技術(shù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)相聯(lián)合應(yīng)用后，能夠進(jìn)一步提升產(chǎn)品的精餾質(zhì)量，且操作成本相對(duì)較低，因此，當(dāng)前的產(chǎn)品成分控制技術(shù)上，也適當(dāng)采用軟測(cè)量推斷控制法。

3 精餾塔自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化研究

相對(duì)于其他工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備而言，此次研究分析的板式精餾塔具有裝置簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是在正式投入使用之后，會(huì)存在能源消耗大，投入成本高等弊端，如何實(shí)現(xiàn)該裝置控制系統(tǒng)的優(yōu)化，是未來研究技術(shù)需要考慮的重要內(nèi)容。結(jié)合當(dāng)前精餾塔運(yùn)行過程中所消耗能源的參數(shù)，產(chǎn)品提純質(zhì)量等方面提出以下優(yōu)化辦法：①結(jié)合當(dāng)前精餾塔的所處的運(yùn)行環(huán)境特點(diǎn)，以及整體的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)精餾塔的換熱效果進(jìn)行控制，即合理調(diào)節(jié)冷凝器還有再沸器的運(yùn)行參數(shù)，以確保產(chǎn)品經(jīng)過分離后的純度更高，進(jìn)而提升精餾塔的分離質(zhì)量。②根據(jù)產(chǎn)品特征選擇適宜的精餾工藝，以起到優(yōu)化精餾流程的目的；同時(shí)，為進(jìn)一步滿足產(chǎn)品的提純要求，可以根據(jù)當(dāng)前的創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用條件，采取多種工藝結(jié)合的方式來提升精餾塔的精餾質(zhì)量。③選擇適宜的，更為優(yōu)質(zhì)的填充材料來降低精餾過程中存在的操作弊端；同時(shí)，有必要聯(lián)合先進(jìn)科學(xué)技術(shù)提升自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化效果，如遙感技術(shù)等，確保每一項(xiàng)操作項(xiàng)目和平衡點(diǎn)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的精度要求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)科技進(jìn)步與發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)也面臨著巨大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，對(duì)于精餾塔工業(yè)設(shè)備的技術(shù)革新而言，則有必要對(duì)當(dāng)前的技術(shù)要點(diǎn)，自動(dòng)化控制內(nèi)容實(shí)行全面探究，進(jìn)而合理運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)等，來完善自身的自動(dòng)控制效果，進(jìn)而提升整體的精餾質(zhì)量。

［1］張小偉.關(guān)于船舶電力推進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究的分析［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2016，（09）：154.

［2］李天嬌.關(guān)于化工自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)問題研究［J］.化工管理，2016，（05）：17.

［3］周巖.關(guān)于電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能探討［J］.科技與企業(yè)，2016，（03）：229.

錢春海（1986-），男，本科，山東理工大學(xué)化學(xué)工程與工藝，助理工程師，技術(shù)操作。