实验室玻璃精馏装置 实验板式塔的作用

采用温度作为间接质量指标有一个前提，那就是塔内压力应保持恒定。尽管精馏塔的塔内压力一般设有压力控制系统进行控制，但压力也总会有些微小的波动，这对一般产品纯度要求不太高的精馏塔是可以忽略的，但是对精密精馏等控制要求较高的场合，微小压力的变化，将影响温度与组分之间的关系，使得产品质量难于满足工艺要求，为此需对压力的波动加以补偿，常用的有温差控制和双温差控制。

实验室玻璃精馏装置 实验板式塔的作用

①温差控制:在精密精馏时，温差控制可以提高产品的质量。在精馏中，任一塔板的温度是成分与压力的函数，影响温度变化的因素可以是成分，也可以是压力。在一般塔的操作中，无论是常压塔、减压塔，还是加压塔，压力都是维持在很小范围内波动，所以温度与成分有对应关系。但在精密精馏中，要求产品纯度很高，且塔顶和塔底产品的沸点相差又不大，此时压力变化引起温度的变化比成分变化引起的温度变化要大得多，所以微小压力的波动具有较大的影响，不能忽略。例如，苯-甲苯二甲苯分离时，大气压变化6.67 kPa，苯的沸点变化2℃，已超过了质量指标的规定。这样的气压变化是可能发生的，这就破坏了温度与成分之间的对应关系。所以在精密精馏时，用温度作为被控变量往往得不到理想的控制效果，为此应该考虑补偿或消除压力微小波动的影响。

在塔压波动时。尽管各板上温度会有一定的变化，而两板间的温差变化却非常小。例如压力从1.176 MPa变化到1.190 MPa时，第52板和第65板的温差基本上维持在2.8℃。这样保持了温差与成分的对应关系。因此可采用温差作为被控变量来进行控制，以保持最终产品的纯度符合要求。

在选择温差信号时，检测点应按下面方法进行选择。例如当塔顶馏出物为主要产品时，应将一个检测点放在塔顶(或稍下一些)，即温度变化较小的位置，另一个检测点放在灵敏板附近，即成分和温度变化较大、比较灵敏的位置。然后取这两个测温点的温差作为被控变量。只要这两点温度随压力变化的影响相等(或十分相近)，则压力波动的影响就几乎相抵消。

在石油化工生产中，温差控制已成功应用于苯-甲苯、乙烯-乙烷等精密精馏系统。若要使温差控制得到较好的控制效果，则温差设定值要合理，不能过大，以及操作工况要稳定。

②双温差控制:虽然温差控制可以克服由于塔内压力波动对塔顶或塔底产品质量的影响，但采用温差控制还存在一个缺点，就是进料流量变化时，上升蒸气流量发生变化，引起塔板间的压降发生变化。当进料流量增大时，塔板问的压降增大而引起的温差也将增大，温差和组分之间的对应关系就会变化，所以此时不宜采用温差控制。

但此时可以采用双温差控制(或称温差差值控制)，即分别在精馏段和提馏段选取温差，然后将这两个温差信号相减，得到温差的差值作为间接控制质标。由上面的分析可知，当进料流量波动时，塔压变化引起的温差变化，不仅出现于精馏段(顶部)，也出现于提馏段(底部)，因而精馏段和提馏段的温差相减后就可以相互抵消了，即消除了压差变化的影响。从国内外应用温差差值控制的许多装置来看，在进料流量波动影响下，仍能得到较好的控制效果。