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能耗要求和经济性指标

   精馏过程中消耗的能量，主要是再沸器的加热量和冷凝器的冷却量消耗；此外，塔和附属设备及管线也要散失部分能量。

   在一定的纯度要求下，增加塔内的上升蒸汽是有利于提高产品回收率的；同时也意味着再沸器的能量消耗要增大。且任何事物总是有一定限度的。在单位进料量的能耗增加到一定数值后，再继续增加塔内的上升蒸汽，则产品回收率就增长不多了。应当指出精馏塔的操作情况，必须从整个经济效益来衡量。在精馏操作中，质量指标、产品回收率和能量消耗均是要控制的目标。在确定精馏塔的控制方案时，必须考虑到上述的约束条件，以使精馏塔工作于正常操作区内。其中质量是必要条件，在质量指标一定的条件下应在控制过程中使产品的产量尽可能提高一些，同时能量消耗尽可能低一些。

精馏塔的干扰因素

   和其他化工过程一样，精馏是在一定的物料平衡和能量平衡的基础上进行的。一切因素均通过物料平衡和能量平衡影响塔的正常操作。影响物料平衡的因素包括进料量和进料成分的变化，顶部馏出物及底部出料的变化。影响能量平衡的因素主要是进料温度或热焓的变化，再沸器加热量和冷凝器冷却量的变化，此外还有塔的环境温度等变化。同时，物料平衡和能量平衡之间又是相互影响的。但如果该调节参数的调节通道的时间常数太大，则从动态上看，控制系统的响应就不够快速，从而不能及时克服外部扰动。要了解这些因素是如何影响精馏塔操作的，首先必须分析它的静态规律，即研究其静态特性。从而分析上述因素对精馏塔的动态影响。

   1．精馏塔中静态关系的分析

   图15为精馏塔的物料流程图，可简单地视其于为二元精馏。则从物料平衡和能量关系出发，可得出它的总的物料平衡关系为

           F=D＋B           （9）

   轻组分的物料平衡关系为

   Fz＝Dy＋Bx        （10）

式中，F、D和B分别为进料量、顶部馏出物量和塔底产品；z、y和x分别为进料、顶部馏出物和底部产品中轻组分的含量。由以上两式，可明显看出进料量F在产品中的分配量（即D／F）是决定顶部和底部产品中轻组分含量y和x的关键因素。

   静态下精馏塔的能量关系为

   QH+FHF＝QC＋DHD＋BHB      （11）

式中，QH为再沸器加热量，QC为冷凝器冷却量，HP、HD和HB分别为进料顶部、底部产品的比热熔。在式中，每一项都影响着塔内上升蒸汽的流量V。对于一个既定的塔来讲，V与F之比与塔的分离度S有关。即V／F一定时意味着塔分离度也一定。

按精馏段指标的控制方案

   如果对塔顶出料的成分要求高于釜底出料时，或者全部为气相进料时，或当塔底提馏段板上的温度不能很好地反映产品组分变化时，则可采用精馏段控制。精馏段温度也是衡量质量指标的间接指标，它是以改变回流量作为控制手段的方案，称为精馏段温控。  

   除了上述主要控制系统外，精馏段温控还设有若干个辅助控制系统。对进料量、塔压、塔底采出量与塔顶馏出液的控制方案，与提馏段温控时相同。在精馏段温控时，再沸器加热量应维持一定，而且足够大，以使塔在1大处理量时，仍能保持塔底产品的质量。

   由于采用了精馏段温度作为间接质量指标，因此它能较直接地反映精馏段的产品情况。当精馏段恒定后，能较好地保证塔顶产品的质量。对于动态气相进料时，其进料量的变化过程也比较快，采用精馏段温控就比较及时。

   提馏段和精馏段温控方案，分别以塔底和塔顶的温度作为被控变量。当要分离的产品纯度较高时，由于塔顶或塔底的温度变化及其相邻塔之间的温度相差均很小，这就要求有非常灵敏的测温装置，同时对温控的调节精度都有很高的要求，但实际上却很难做到。解决这一问题的方法，是取精馏塔的灵敏板的温度作为被控变量。为了使产品符合一定的质量指标，就必须在上述控制方案的基础上设置质量反馈系统，采用再沸器加热量及顶部产品量（或回流量）等作为调节参数，以克服进料成分变化等扰动对产品成分的影响，使产品合格。

   所谓灵敏板，是指当塔的操作受到扰动或控制作用时，各板上的物料组分和温度变化1大的那块塔板。当产品组分变化时，在灵敏板处可获得1大的的温度变化值，所以，以灵敏板温度进行控制时，塔的产品纯度可以得到保证。

   酒精精馏塔是石油及化工生产中重要的设备之一，通过气（或汽）液或液液两相的紧密接触，达到相间传质和传热的目的，实现混合物系的分离提纯。    精馏塔的工作原理是酒精通过以上两塔蒸馏后，酒精浓度还需要进一步提高，杂质还需进一步排除，精馏塔的蒸馏目的就是通过加热蒸发、冷凝、回流，上除头级杂质，中提，下排尾级杂质，获得符合质量标准的成品——酒精。例如在精馏塔中，可根据后一工序对顶部产品量的需要改变产品馏出液量，而馏出液量的变化会引起回流罐的液位变化，可通过液位调节改变塔的进料量来实现。