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第一章 概论1

第一节 精馏塔的调节要求和约束条件1

一、调节要求1

1.质量指标(产品纯度)2

2.产品产量(或回收率)4

3.能量消耗要求5

二、约束条件7

1.最小气相速度限或漏液限8

2.最大气相速度限或液泛限8

3.最大操作压力限9

4.再沸器加热限制9

5.蒸汽冷凝量限或蒸汽量限10

6.冷凝器冷却限制11

第二节 影响精馏塔操作的因素13

一、精馏塔中的静态关系13

1.二元精馏塔的静态特性13

2.多元精馏塔的静态特性17

3.内部平衡关系19

二、静态影响关系和可供选取的调节参数25

1.静态影响关系25

2.可供选取的调节参数28

三、动态影响分析29

1.上升蒸气和回流的影响29

2.组分滞后的影响30

3.回流罐引起的滞后影响30

4.塔底蓄液量的滞后影响和塔底液位的反向响应32

5.能量变化的影响34

四、各参数之间的相关影响35

第三节 设置精馏塔控制方案的基本观点37

一、按物料及能量平衡关系进行调节37

二、设置质量调节系统39

三、考虑调节系统的静态和动态响应41

四、考虑调节系统间的相关影响42

1.相关影响的定量分析方法42

2.2×2变量调节系统间相关影响的定性分析方法46

3.动态影响50

五、考虑整个工艺生产过程的平稳操作51

六、塔压调节与浮动压力操作问题52

七、根据热力学观点等选取节约能量的方案56

第二章 精馏塔的基本控制方式59

第一节 传统的物料平衡控制60

一、F和D进行流量调节61

二、F和B进行流量调节67

第二节 有产品质量指标反馈的控制69

一、产品质量指标的选取70

二、质量指标反馈控制的基本型式82

第三节 控制一个产品质量83

一、采用温度作为间接质量指标的控制方案83

1.能量平衡控制83

2.物料平衡控制86

3.能量平衡控制和物料平衡控制方案的特点及选用原则89

1.能量平衡控制92

二、采用其它质量指标的控制方案92

2.物料平衡控制93

三、直接质量指标控制应用中的一些注意事项94

1.采样点选取问题94

2.采样调节问题95

3.调节系统的动态响应问题95

四、检测元件安装位置选取的一些原则96

第四节 控制两个产品质量105

一、两个产品质量均用能量平衡控制106

二、一个产品质量用能量平衡控制，另一个产品质量用物料平衡控制108

三、二元精馏塔中两个质量调节回路间相关影响的定量分析110

第三章 特殊调节系统的应用112

第一节 前馈调节112

一、静态前馈模型113

1.恒定分离度S116

2.恒定塔内气相流量V118

3. 对塔压变化的补偿120

二、动态补偿121

三、改变调节回路的动态响应进行动态补偿123

第二节 解耦调节125

一、静态解耦126

1.理想静态解耦126

2.简化解耦128

二、动态补偿129

三、部分解耦130

第三节 内回流调节和进料热焓调节131

一、内回流调节131

二、进料热焓调节132

第四节 塔板负荷调节134

第五节 有关约束条件的调节140

一、约束条件的基本调节方法141

二、精馏塔的限值调节(或约束调节)143

三、精馏塔的自动开停车措施156

第一节 再沸器的调节159

第四章 再沸器和冷凝器的调节159

一、概述160

二、蒸汽加热再沸器的常见控制方式165

1.调节阀安装在蒸汽管线上的情况166

2.调节阀安装在冷凝液排出管线上的情况168

三、加热介质没有相变的再沸器的控制方式171

第二节 冷凝器的调节174

1.水冷冷凝器175

一、全凝器175

2.冷却介质蒸发的冷凝器184

3.空气冷却冷凝器(风冷器)187

4.减压塔情况190

二、分凝器192

1.塔顶采出产品为分凝器中未冷凝的气相192

2.塔顶产品以气相和液相两种形式采出197

第五章 特殊精馏塔的自动调节201

第一节 侧线塔的自动调节201

一、提馏段气相侧线采出202

二、精馏段液相侧线采出211

第二节 原油常压精馏塔的自动调节215

一、操作要求215

二、基本控制方案的设置217

三、特殊调节系统的应用219

第三节 共沸精馏塔的自动调节223

一、概述223

二、二元均相共沸物组成对压力变化灵敏的分离情况225

三、二元非均相共沸物分离的情况228

第四节 萃取精馏塔的自动调节233

一、概述233

二、基本控制特点233

第五节 间歇精馏塔的自动调节235

一、恒定塔顶产品流量的控制方式236

二、恒定塔顶产品成分的控制方式238

第六节 其它特殊精馏塔的调节问题239

一、有多处进料的精馏塔239

三、大压降精馏塔240

二、有中间再沸器的精馏塔240

第六章 精馏塔的最优控制及展望242

第一节 目标函数和最优控制方法243

一、最优化等级243

二、目标函数244

二、实现最优控制的方法246

1.搜索法246

2.模型法247

四、静态最优化与动态最优化248

第二节 精馏塔局部最优控制的一些示例250

一、保证一个产品符合规格时的最优控制250

二、保证两个产品符合规格时的最优控制255

三、两个产品的质量都不必保证规格时的最优控制255

四、最优进料流量260

第三节 精馏塔控制的回顾与展望264

一、简要回顾264

二、一些展望265

全书主要参考文献266