精餾塔的自動控制

1、精餾過程是石油和化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛的生產(chǎn)過程，它是利用混合液中各組分揮發(fā)度的不同，將各組分進行分離以提取達到規(guī)定純度要求的產(chǎn)品。 精餾過程是一個非常復(fù)雜的過程，其關(guān)鍵設(shè)備是精餾塔，。在精餾操作中，被控變量多，可以選用的操作變量也多，它們之間又可以有多種不同組合。所以，控制方案繁多。 一、工藝要求和約束條件 要對精餾塔實施有效的自動控制，必須首先了解精餾塔的控制目標。精餾塔的控制目標一般從質(zhì)量指標、產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗三方面考慮。任何精餾塔的操作情況同時受約束條件的制約，因此，在考慮精餾塔控制方案時一定要把這些因素考慮進去。 1質(zhì)量指標 質(zhì)量指標（即產(chǎn)品純度）必須符合規(guī)定的要求。一般應(yīng)使塔頂或

2、塔底產(chǎn)品之一達到規(guī)定的純度，要求另一個產(chǎn)品也應(yīng)該維持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，或者塔項和塔底的產(chǎn)品均保證一定的純度要求。如果產(chǎn)品質(zhì)量不合格，它的價值就將遠遠低于合格產(chǎn)品。但決不是說質(zhì)量越高越好。由于質(zhì)量超過規(guī)定，產(chǎn)品的價值并不因此而增加；而產(chǎn)品產(chǎn)量卻可能下降，同時操作成本主要是能量消耗會增加很多。因此，總的價值反倒下降了。由此可見，除了要考慮使產(chǎn)品符合規(guī)格外，還應(yīng)同時考慮產(chǎn)品的產(chǎn)量和能量消耗。 2產(chǎn)品產(chǎn)量指標 在達到一定質(zhì)量指標要求的前提下，應(yīng)得到盡可能高的產(chǎn)量，從而使產(chǎn)品的回收率提高。這對于提高經(jīng)濟效益顯然是有利的。 產(chǎn)品的回收率定義為產(chǎn)品量與進料中該產(chǎn)品組分的量之比。即： Ri=P/Fzi （8）

3、 生產(chǎn)效益除了產(chǎn)品純度與產(chǎn)品回收率之間的關(guān)系，還必須考慮能量消耗因素。由精餾原理可知，用精餾搭進行混合物的分離是要消耗一定能量的；要使分離的產(chǎn)品質(zhì)量越高，產(chǎn)品產(chǎn)量越多，所需的能量也就越大。 3能耗要求和經(jīng)濟性指標 精餾過程中消耗的能量，主要是再沸器的加熱量和冷凝器的冷卻量消耗；此外，塔和附屬設(shè)備及管線也要散失部分能量。 在一定的純度要求下，增加塔內(nèi)的上升蒸汽是有利于提高產(chǎn)品回收率的；同時也意味著再沸器的能量消耗要增大。且任何事物總是有一定限度的。在單位進料量的能耗增加到一定數(shù)值后，再繼續(xù)增加塔內(nèi)的上升蒸汽，則產(chǎn)品回收率就增長不多了。應(yīng)當(dāng)指出精餾塔的操作情況，必須從整個經(jīng)濟效益來衡量。在精餾操作

4、中，質(zhì)量指標、產(chǎn)品回收率和能量消耗均是要控制的目標。其中質(zhì)量是必要條件，在質(zhì)量指標一定的條件下應(yīng)在控制過程中使產(chǎn)品的產(chǎn)量盡可能提高一些，同時能量消耗盡可能低一些。 4約束條件 為保證正常操作，需規(guī)定某些參數(shù)的極限值，并作為約束條件。塔內(nèi)氣體的流速過低時，對于某些篩板精餾塔會產(chǎn)生漏液現(xiàn)象，從而影響操作降低塔板效率；而流速過高易產(chǎn)生液泛，將完全破壞塔的操作。由于塔板上液層增高，氣相通過液層的阻力增大，因而可用測量差壓的方法檢測塔的液泛現(xiàn)象。當(dāng)壓差過高時，則通過差壓控制系統(tǒng)減小氣體流速。每個精餾塔都存在著一個最大操作壓力限制，超過這個壓力，塔的安全就沒有保障。為精餾過程提供能量的再沸器和冷凝器，也都

5、存在一定限制。再沸器的加熱，受塔壓和再沸器中液相介質(zhì)最大汽化率的影響；同時再沸器兩側(cè)間的溫差不能超過其臨界溫差，否則會導(dǎo)致給熱系數(shù)下降，傳熱量降低。對冷凝器冷卻能力影響最大的是冷卻介質(zhì)的溫度。而在介質(zhì)條件不變時，又與塔的操作壓力有關(guān)；同時餾出產(chǎn)品組份的變化也將影響到冷凝器的冷卻能力限制。在確定精餾塔的控制方案時，必須考慮到上述的約束條件，以使精餾塔工作于正常操作區(qū)內(nèi)。 二、精餾塔的干擾因素 和其他化工過程一樣，精餾是在一定的物料平衡和能量平衡的基礎(chǔ)上進行的。一切因素均通過物料平衡和能量平衡影響塔的正常操作。影響物料平衡的因素包括進料量和進料成分的變化，頂部餾出物及底部出料的變化。影響能量平衡的

6、因素主要是進料溫度或熱焓的變化，再沸器加熱量和冷凝器冷卻量的變化，此外還有塔的環(huán)境溫度等變化。同時，物料平衡和能量平衡之間又是相互影響的。要了解這些因素是如何影響精餾塔操作的，首先必須分析它的靜態(tài)規(guī)律，即研究其靜態(tài)特性。從而分析上述因素對精餾塔的動態(tài)影響。 1精餾塔中靜態(tài)關(guān)系的分析                          

7、60;                      圖15為精餾塔的物料流程圖，可簡單地視其于為二元精餾。則從物料平衡和能量關(guān)系出發(fā)，可得出它的總的物料平衡關(guān)系為 F=DB （9） 輕組分的物料平衡關(guān)系為 FzDyBx （10） 式中，F(xiàn)、D和B分別為進料量、頂部餾出物量和塔底產(chǎn)品；z、y和x分別為進料、頂部餾出物和底部產(chǎn)品中輕組分的含量。由以上兩式，可明顯看出進料量F在產(chǎn)品中的分配量（即

8、DF）是決定頂部和底部產(chǎn)品中輕組分含量y和x的關(guān)鍵因素。 靜態(tài)下精餾塔的能量關(guān)系為 QH+FHFQCDHDBHB （11） 式中，QH為再沸器加熱量，QC為冷凝器冷卻量，HP、HD和HB分別為進料頂部、底部產(chǎn)品的比熱熔。在式中，每一項都影響著塔內(nèi)上升蒸汽的流量V。對于一個既定的塔來講，V與F之比與塔的分離度S有關(guān)。即VF一定時意味著塔分離度也一定。 綜上所述，對于一個精餾塔來講，在進料成分Z一定時，只要保持VF和DF一定（或者在F一定時保持D和V一定），這個塔的分離結(jié)果也就是產(chǎn)品成分y和x將被完全確定。而當(dāng)進料成分變化時，為了保持產(chǎn)品成分不變，可以相應(yīng)調(diào)節(jié)DF，以補償進料成分變化的影響。塔內(nèi)上

9、升蒸汽量V，在塔的提餾段是由再沸器加熱提供的，在塔的精餾段還受到進料熱熔的影響。當(dāng)冷凝器冷卻量Q增加時，必然會使更多的氣相變?yōu)橐合?，從而降低了塔壓；同時使塔內(nèi)相同組分的平衡溫度下降，增加了再沸器兩側(cè)間的溫差，使再沸器提供的加熱量QH增加。正因如此，在進料熱熔變化不大或可以忽略時，一般總把V的變化或VF的變化，看作是由再沸器加熱量QH提供的。在多元精餾中，影響關(guān)系要復(fù)雜得多，當(dāng)進料中某一組分的濃度變化時，必然使其他組分的濃度變化；從而使頂部及底部產(chǎn)品中各組分的濃度發(fā)生變化。當(dāng)進料中幾個組分濃度同時變化時，情況將更為復(fù)雜?？朔@些擾動的控制手段卻只有靠DF和VF。此時僅有兩個關(guān)鍵組分可以控制，其余

10、組分在產(chǎn)品中的分配情況主要由進料濃度確定。 2影響精餾塔操作中質(zhì)量指標的因素 通過以上分析，可以看出，在精餾塔的操作過程中，影響其質(zhì)量指標的主要干擾有以下幾種： （l）進料流量F的波動 進料量指進入精餾塔物料的量，它的波動通常很難避免。對于獨立的或位于整個生產(chǎn)過程的起點的精餾塔控制可采用定值控制，則可使進料流量保持恒定。但是，在一個連續(xù)的生產(chǎn)過程中，精餾塔的處理量往往是上一工序的產(chǎn)出量。如果一定要使進料量恒定，勢必要設(shè)置很大的中間貯槽進行緩沖。二是采取在上一工序設(shè)置液位均勻控制系統(tǒng)來控制出料，使塔的進料流量F波動比較平穩(wěn)，從而避免劇烈的變化。 （2）進料成分ZF的變化 進料成分取決于上一工序出

11、料或原料情況，對精餾塔的控制系統(tǒng)來講，它是不可控的干擾。而針對進料成分的較大變化，則必須重新設(shè)置控制變量。 （3）進料溫度 TF及進料熱量 QF的變化 進料溫度通常是較為恒定的。假如不恒定，進料溫度和進料熱量的變化會影響到塔的焓平衡，因此必須保持進料溫度的恒定。工業(yè)上往往先將進料預(yù)熱，通過溫度控制系統(tǒng)來使進料溫度恒定。這對于進料狀態(tài)全部是汽態(tài)或全部是液態(tài)時，可以保持進料熱焓一定。當(dāng)進料是汽液混相狀態(tài)時，則只有當(dāng)汽液兩相的比例恒定時，進料熱焓才能恒定，必要時應(yīng)設(shè)置熱焓控制的環(huán)節(jié)來維持。 （4）再沸器加熱劑熱量的變化 當(dāng)加熱劑是蒸汽時，加入熱量的變化往往是由蒸汽壓力的變化引起的?？梢酝ㄟ^蒸汽總管設(shè)

12、置壓力控制系統(tǒng)來加以克服，或者在串級控制系統(tǒng)的副回路中予以克服。 （5）冷卻劑入口溫度及閥前壓力的變化 冷卻劑量的變化會影響到回流量或回流溫度，它的變化主要是由于冷卻劑的壓力或溫度變化引起的。對于這類干擾，以閥前壓力波動影響較大，控制中用壓力控制系統(tǒng)加以克服。 （6）環(huán)境溫度的變化 精餾塔操作的環(huán)境溫度的變化一般不大，但在采用風(fēng)冷器作冷凝器時，則天氣驟變與晝夜溫差，對塔的操作影響較大，它會使回流量或回流溫度變化。為此，應(yīng)采用內(nèi)回流控制的方法予以克服。內(nèi)回流通常是指精餾塔的精餾段內(nèi)上一層塔盤向下一層塔盤流下的液體量，一般要控制內(nèi)回流為恒定量或按某一規(guī)律變化的操作。 由上述分析可以看出，進料流量和

13、進料成分的波動是精餾塔操作的主要干擾，這個干擾往往不可控。 三、精餾塔的控制方案 在了解了精餾塔的操作要求和影響因素之后，余下的問題就是如何確定精餾塔的控制方案。首先簡述設(shè)置精餾塔控制方案的基本觀點。為簡化討論，只談及頂部和底部產(chǎn)品均為液相的且沒有側(cè)線采出的情況。由于精餾塔的控制方案繁多，只按這些基本觀點選擇具有代表性的、常見的控制方案作出介紹。 1設(shè)置精餾塔控制方案的基本觀點 （1）按物料及能量平衡關(guān)系進行控制 對于一個實際操作的二元精餾塔，在進料成分一定時，只要把DF和VF調(diào)節(jié)一定；且頂部回流罐液位調(diào)節(jié)以保證回流按照L=VrD的關(guān)系保持一定；底部產(chǎn)品流量B在液位調(diào)節(jié)作用下也可以保證B=F-

14、D的物料平衡關(guān)系，那么該塔的產(chǎn)品質(zhì)量就能得到控制。需指出，由于能量關(guān)系因素V主要取決于再沸器加熱量，但也取決于進料和回流的熱焓。當(dāng)回流溫度恒定時，只須考慮進料設(shè)置溫度或熱焓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。于是可保持再沸器的蒸汽量一定，就相當(dāng)于塔內(nèi)上升蒸汽量V一定了?？紤]到因冷凝器冷卻量和環(huán)境等擾動因素而使能量平衡可能破壞，從而使塔壓變化，因此在塔頂設(shè)置壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對于DF和VF的控制，由頂部產(chǎn)品量D、再沸器加熱蒸汽量和進料量F分別組成比值控制系統(tǒng)。若考慮到動態(tài)關(guān)系，可添加補償環(huán)節(jié)，一般采用超前-滯后環(huán)節(jié)。 （2）設(shè)置質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng) 實際上根據(jù)精餾塔靜態(tài)特性考慮的按物料和能量平衡關(guān)系控制的方案，在具體應(yīng)用時 很難

15、保證產(chǎn)品的質(zhì)量，僅在產(chǎn)品質(zhì)量指標并不嚴格的情況下才能使用。為了使產(chǎn)品符合一定的質(zhì)量指標，就必須在上述控制方案的基礎(chǔ)上設(shè)置質(zhì)量反饋系統(tǒng)，采用再沸器加熱量及頂部產(chǎn)品量（或回流量）等作為調(diào)節(jié)參數(shù)，以克服進料成分變化等擾動對產(chǎn)品成分的影響，使產(chǎn)品合格。對于一個精餾塔來講，塔頂產(chǎn)品和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間是相互關(guān)聯(lián)的，當(dāng)相互影響嚴重時，不能達到預(yù)定的質(zhì)量控制目的，此時可采用解耦控制以減少或消除它們之間的相關(guān)影響。對于二元精餾塔可只采用頂部產(chǎn)品質(zhì)量反饋，底部產(chǎn)品質(zhì)量反饋可不用。 （3）靜態(tài)和動態(tài)響應(yīng) 滿足靜態(tài)特性關(guān)系的精餾塔控制方案很多、即一個被調(diào)參數(shù)在不同控制方案中可以用不同的調(diào)節(jié)參數(shù)控制。從調(diào)節(jié)理

16、論可知，所選擇的調(diào)節(jié)參數(shù)使得被調(diào)參數(shù)的靜態(tài)增益越大，控制系統(tǒng)的靜態(tài)靈敏度越高，克服外部擾動的效果也越好。但如果該調(diào)節(jié)參數(shù)的調(diào)節(jié)通道的時間常數(shù)太大，則從動態(tài)上看，控制系統(tǒng)的響應(yīng)就不夠快速，從而不能及時克服外部擾動。因此，必須從靜態(tài)響應(yīng)和動態(tài)響應(yīng)兩方面綜合考慮來確定調(diào)節(jié)參數(shù)和選擇控制方案。當(dāng)方案選取時，由于客觀條件不得不采用靈敏度較高但動態(tài)響應(yīng)緩慢的控制回路時，則應(yīng)當(dāng)考慮必要的動態(tài)補償。 （4）考慮控制系統(tǒng)間的相關(guān)影響 在質(zhì)量指標調(diào)節(jié)中，談及了頂部產(chǎn)品和底部產(chǎn)品質(zhì)量反饋系統(tǒng)之間的相關(guān)問題。同樣的問題在一個精餾塔的控制中也存在。精餾塔是一個多變量的調(diào)節(jié)對象，往往設(shè)有多個控制系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)之間有可能

17、產(chǎn)生相互關(guān)聯(lián)的影響。當(dāng)相關(guān)影響嚴重時，可以使精餾塔的操作系統(tǒng)失去穩(wěn)定。解決的方案一是可選取相關(guān)影響較小的系統(tǒng)，通過對各控制回路間相關(guān)影響的定量分析方法來選取；二是對于選取的具有相關(guān)影響的控制系統(tǒng)，可通過整定調(diào)節(jié)器參數(shù)把控制回路的工作頻率拉開的方法減少相關(guān)；或者采用解耦控制。需指出的是，此時不僅要考慮到系統(tǒng)的靜態(tài)特性，也需要考慮其動態(tài)影響。 （5）考慮整個工藝生產(chǎn)過程的平穩(wěn)操作 由于精餾塔往往是生產(chǎn)過程中的一個環(huán)節(jié)，因此不僅前一工序的操作情況要影響精餾塔的操作，而且它的產(chǎn)品產(chǎn)量和成分變化也要影響到后一工序的操作。于是在設(shè)置精餾塔的控制方案時，必須協(xié)調(diào)前后工序的關(guān)系。在某些考慮前后工序關(guān)系的整個生

18、產(chǎn)過程的控制中可以采用逆流向物料平衡控制方案。這種控制方案中，前一工序的調(diào)節(jié)是根據(jù)后一工序的需要而定的。例如在精餾塔中，可根據(jù)后一工序?qū)敳慨a(chǎn)品量的需要改變產(chǎn)品餾出液量，而餾出液量的變化會引起回流罐的液位變化，可通過液位調(diào)節(jié)改變塔的進料量來實現(xiàn)。這種逆流向方案，可使整個生產(chǎn)過程穩(wěn)定并可減少回流罐等中間容器的容積。 （6）塔壓調(diào)節(jié)與浮動壓力操作 在精餾塔的自動控制中，保持塔壓恒定是穩(wěn)定操作的條件。這主要是由兩方面的因素決定的，一是壓力的變化將引起塔內(nèi)氣相流量和塔頂上汽液平衡條件的變化，導(dǎo)致塔內(nèi)物料平衡的變化。二是由于混合組分的沸點和壓力間存在一定的關(guān)系，而塔板的溫度間接反映了物料的成分。因此，壓

19、力恒定是保證物料平衡和產(chǎn)品質(zhì)量的先決條件。在精餾塔的控制中，往往都設(shè)有壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，來保持塔內(nèi)壓力的恒定。 而在采用成分分析用于產(chǎn)品質(zhì)量控制的精餾塔控制方案中，則可以在可變壓力操作下用溫度調(diào)節(jié)或?qū)毫ψ兓a償?shù)姆椒▽崿F(xiàn)質(zhì)量控制。其做法是讓塔壓浮動于冷凝器的約束，而使冷凝器始終接近于滿負荷操作。這樣，當(dāng)塔的處理量下降而使熱負荷降低或冷凝器冷卻介質(zhì)溫度下降時，塔壓將維持在比設(shè)計要求低的數(shù)值。壓力的降低可以使塔內(nèi)被分離組分間的揮發(fā)度增加，這樣使單位處理量所需的再沸器加熱量下降，節(jié)省能量，提高經(jīng)濟效益。同時塔壓的下降使同一組分的平衡溫度下降，再沸器兩側(cè)的傳熱溫度增加，提高了再沸器的加熱能力，減輕再沸器

20、的結(jié)垢。浮動壓力操作可以顯著提高精餾生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。但是由于塔壓的波動會產(chǎn)生精餾塔的不平穩(wěn)擾動。因此在實際生產(chǎn)中，采用不多。 （7）根據(jù)熱力學(xué)觀點等選取節(jié)約能量的方案 在精餾塔的自動控制中，調(diào)節(jié)作用幾乎都是通過調(diào)節(jié)閥改變流體流量來實現(xiàn)的。從熱力學(xué)觀點來看，調(diào)節(jié)閥的節(jié)流過程是一個近乎等焓的過程。在這個過程中熵將增加，熵的增加意味著消耗了有用功。調(diào)節(jié)閥前后的壓力降就是損失的功的度量。因此，為了節(jié)省能量，減少有用功的損失，應(yīng)使調(diào)節(jié)閥前后壓降盡可能減少，這是控制方案的選擇中一個值得注意的問題。為了節(jié)約能量消耗，在精餾塔控制中還可采用其他許多措施，在具體方案中避免安排某些能量消耗高的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用浮動壓

21、力控制以及產(chǎn)品質(zhì)量較嚴格地控制它的規(guī)格值，從而使塔的能耗量最小、成本最低及利潤最大。 2精餾塔的基本控制方案 精餾塔的基本控制方式是討論復(fù)雜和特殊控制方案乃至最優(yōu)控制的基礎(chǔ)，同時也是目前實際應(yīng)用中最常見的方案。精餾塔是一個多變量對象，因此如果將任意一個被調(diào)參數(shù)和任意一個調(diào)節(jié)參數(shù)組成調(diào)節(jié)回路，就可能有許多調(diào)節(jié)方案。而產(chǎn)品質(zhì)量往往是精餾過程的主要目標，因此，在基本控制方案中，以產(chǎn)品質(zhì)量指標來選取調(diào)節(jié)參數(shù)，一種是采用溫度作為間接質(zhì)量指標，一種是采用產(chǎn)品成分等作為直接質(zhì)量指標。 （l）按提餾段指標的控制方案 如果對釜底出料的成分要求高于塔頂出料，塔頂或精餾段板上溫度不能很好地反映組分變化和實際操作回流

22、比大于幾倍最小回流比時，可采用提餾段控制。提餾段溫度是衡量質(zhì)量指標的間接指標，而以改變再沸器加熱量作為控制手段的方案，就是提餾段溫控。 圖16 常見的提餾段溫控方案  圖16是常見的提餾段溫控的一個方案。該方案以提餾段塔板溫度為被控變量，加熱蒸汽量為操縱變量。除了這個主要控制系統(tǒng)外，還設(shè)有若干個輔助控制系統(tǒng)；進料量F為定值控制或用均值控制系統(tǒng)；對塔底采出量B和塔頂餾出物D，按物料平衡關(guān)系分別設(shè)有塔底與回流罐的液位控制器作均勻控制；為維持塔壓恒定，在塔頂設(shè)置壓力控制系統(tǒng)，控制手段是控制冷凝器的冷卻量；提餾段溫控時，回流量采用定值控制，且回流量應(yīng)足夠大，以便當(dāng)塔的處理量最大時，仍能保持塔

23、頂產(chǎn)品的質(zhì)量指標在規(guī)定的范圍內(nèi)。 提餾段溫控由于采用了提餾段溫度作為間接質(zhì)量指標。因此，它能夠較直接地反映提餾段產(chǎn)品情況。將提餾段恒定后，就能較好地保證塔底產(chǎn)品的質(zhì)量。 對于液相進料時，進料量或進料成分的變化很快影響塔底的成分，而提餾段溫控比較及時，動態(tài)過程也比較快。提餾段溫控的一個特點是回流量足夠大，因而在保持塔底質(zhì)量的前提下，仍能保持塔頂質(zhì)量，因此即使塔頂產(chǎn)品質(zhì)量要求比塔底嚴格時，仍可采用提餾段溫控。 （2）按精餾段指標的控制方案 如果對塔頂出料的成分要求高于釜底出料時，或者全部為氣相進料時，或當(dāng)塔底提餾段板上的溫度不能很好地反映產(chǎn)品組分變化時，則可采用精餾段控制。精餾段溫度也是衡量質(zhì)量指

24、標的間接指標，它是以改變回流量作為控制手段的方案，稱為精餾段溫控。 圖17是常見的精餾段溫控的一種方案。它的主要控制系統(tǒng)是以精餾段塔板溫度為被控變量，而以回流量為操縱變量。  圖17 常見精餾段溫控方案  除了上述主要控制系統(tǒng)外，精餾段溫控還設(shè)有若干個輔助控制系統(tǒng)。對進料量、塔壓、塔底采出量與塔頂餾出液的控制方案，與提餾段溫控時相同。在精餾段溫控時，再沸器加熱量應(yīng)維持一定，而且足夠大，以使塔在最大處理量時，仍能保持塔底產(chǎn)品的質(zhì)量。 由于采用了精餾段溫度作為間接質(zhì)量指標，因此它能較直接地反映精餾段的產(chǎn)品情況。當(dāng)精餾段恒定后，能較好地保證塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量。對于動態(tài)氣相進料時，其進

25、料量的變化過程也比較快，采用精餾段溫控就比較及時。 提餾段和精餾段溫控方案，分別以塔底和塔頂?shù)臏囟茸鳛楸豢刈兞俊．?dāng)要分離的產(chǎn)品純度較高時，由于塔頂或塔底的溫度變化及其相鄰塔之間的溫度相差均很小，這就要求有非常靈敏的測溫裝置，同時對溫控的調(diào)節(jié)精度都有很高的要求，但實際上卻很難做到。解決這一問題的方法，是取精餾塔的靈敏板的溫度作為被控變量。 所謂靈敏板，是指當(dāng)塔的操作受到擾動或控制作用時，各板上的物料組分和溫度變化最大的那塊塔板。當(dāng)產(chǎn)品組分變化時，在靈敏板處可獲得最大的的溫度變化值，所以，以靈敏板溫度進行控制時，塔的產(chǎn)品純度可以得到保證。 （3）溫差控制及雙溫差控制 在精密精餾中，產(chǎn)品純度要求很高

26、，組分間的相對揮發(fā)度差值很小，因而組分變化不大，然而微小的壓力波動會造成明顯的溫度變化。這樣，就破壞了溫度和組分間的對應(yīng)關(guān)系。此時，采用溫度作為被控變量的提餾段和精餾段溫度控制就得不到很好的效果，而應(yīng)當(dāng)采用溫差控制。 采用溫差作為被控變量通?？梢栽谒敚ɑ蛩祝└浇囊粔K塔板上檢測出該板溫度，再檢測出靈敏板上的溫度，由于壓力的波動對每塊板的溫度影響基本相同，只要將上述檢測到的兩個溫度值相減，壓力的影響幾乎相互抵消。在實際應(yīng)用中，溫差控制的關(guān)鍵是正確選擇測溫點，合理給出溫差設(shè)定值。這是因為溫度與產(chǎn)品成分之間的關(guān)系不是線性的，同一溫差在不同條件下可以有兩個不同的組分。圖18是正丁烷和異丁烷分離塔的

27、溫差和塔底產(chǎn)品中輕組分濃度的關(guān)系示意圖。由圖可見，曲線除最高點外，每一溫差都有兩個不同的組分濃度。最高點左側(cè)部分對應(yīng)的塔底產(chǎn)品純度較高，而右側(cè)則較低。因此，溫差的工作點應(yīng)位于曲線的左側(cè)。                    為了使控制系統(tǒng)工作于曲線最高點的左側(cè)，可利用溫差隨產(chǎn)品純度增加而減小的特點，取塔頂或塔底溫度作為參變量。同時溫度控制器的給定值不能太大，干擾量（尤其是加熱蒸汽量的波動）也不能太大，以防止工作狀態(tài)變到圖中曲線最高點的右側(cè)，致使控制器無法正常工作。 溫差控制可以克服由于塔壓波動對塔頂（或塔底）產(chǎn)品質(zhì)量的影響。但是當(dāng)負荷變化時，塔板的壓降發(fā)生變化，隨著負荷遞增，由于兩塊板的壓力變化值不相同，所以由壓降引起的溫差也將增大。這時溫差和組分之間就不成單值對應(yīng)關(guān)系