一种分壁精馏塔的控制方法

摘要

本发明公开了一种分壁精馏塔的控制方法，采用四个控制回路，分别为：塔顶馏出物组成控制回路，通过塔顶馏出物组分浓度控制塔顶回流量；侧线馏出物组成控制回路，通过侧线馏出物组分浓度控制侧线流量；塔釜馏出物组成控制回路，通过塔釜馏出物组分浓度控制塔釜热负荷；预分馏段顶部气相组成控制回路，通过预分馏段顶部气相重组分浓度控制分壁精馏塔内部的分液比。所述控制回路均优选为PID控制回路。本发明的控制方法，可以在进料流量或者进料组分含量发生变化时，实现全塔的平稳控制，保证产品质量，并确保全塔能耗处于最优范围。

主权项

一种分壁精馏塔的控制方法，其特征在于：采用四个控制回路，分别为：(1)塔顶馏出物组成控制回路，通过塔顶馏出物组分浓度控制塔顶回流量；(2)侧线馏出物组成控制回路，通过侧线馏出物组分浓度控制侧线流量；(3)塔釜馏出物组成控制回路，通过塔釜馏出物组分浓度控制塔釜热负荷；(4)预分馏段顶部气相组成控制回路，通过预分馏段顶部气相重组分浓度控制分壁精馏塔内部的分液比；所述塔顶馏出物组分浓度、侧线馏出物组分浓度、塔釜馏出物组分浓度或预分馏段顶部气相重组分浓度由在线浓度分析仪测定；所述控制回路均为PID控制回路；具体步骤包括：(1)在分壁精馏塔的塔顶出料处、侧线出料处、塔釜出料处和预分馏段顶部分别设置在线浓度分析仪，并分别建立塔顶回流量控制装置、侧线流量控制装置、塔釜再沸器负荷控制装置和预分馏段顶部分液比控制装置的PID控制回路；(2)各个PID控制器采用Tyreus‑Luyben方法，分别进行参数整定，方法如下：首先，将PID控制器改为比例作用，放在初始比例度，由手动操作改为自动操作；在平稳后，改变PID控制回路中的控制装置的操作变量，待组分浓度测定值稳定后，利用记录的操作变量和所述组分浓度测定值绘制该过程的奈奎斯特图，从图中读取交越频率ω_c和放大系数K_U，利用T_U＝2π/ω_c计算出T_U，再通过如下公式计算得出所述PID控制器的调谐参数：K_p、T_i及T_d，K_p＝K_u/2.2 T_i＝2.2T_UT_d＝T_U/6.3；(3)进料量或进料组分发生变化后，待组分浓度测定值稳定后，计算所述组分浓度的设定值r(t)和测定值y(t)的差值e(t)，将e(t)、K_p、T_i及T_d代入所述公式I计算得到各个所述控制装置的新操作变量；其中，U(t)表示进料量或进料组分发生变化后的塔顶回流量、侧线流量、塔釜热负荷或分壁精馏塔内部的分液比；e(t)表示进料量或进料组分发生变化后PID控制器的信号误差，e(t)＝r(t)‑y(t),其中r(t)表示塔顶馏出物组分浓度、侧线馏出物组分浓度、塔釜馏出物组分浓度 或预分馏段顶部气相组分浓度的设定值，y(t)表示的塔顶馏出物组分浓度、侧线馏出物组分浓度、塔釜馏出物组分浓度或预分馏段顶部气相组分浓度的实际测定值；K_p、T_i和T_d为所述PID控制器的调谐参数。