能量平衡影响因素：进料温度、再沸器加热量 冷凝器冷却量、环境温度
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精馏塔的静态特性
精馏塔操作的影响因素： （1）进料量 （2）进料浓度 （3）进料温度和状态 （4）塔顶采出量D （5）塔底采出量B （6）再沸器加热量 （7）冷凝器冷却量 （8）回流量温度、流量 （9）塔顶压力
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精馏塔的扰动分析
分析各种可能发生的扰动及其对生产指标的影响，可以合理的设计控制方 案。
各种扰动对产品纯度、回收率、能耗的影响都是通过物料平衡和能量平衡 来影响的，并且物料平衡和能量平衡之间又是相互影响的。
物料平衡影响因素：进料流量、进料组成 塔顶，塔底产品采出量及组成
精馏塔概述
通过这讲的学习，我们 可以得到以下收获：
主要内容
1.比精馏塔的工艺流程 2.精馏塔的分类 3.精馏塔的特点 4.精馏塔的控制目标 5.精馏塔的扰动分析
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精馏塔的工艺简介
精馏过程是现代化工、炼 油等工业生产中应用极为 广泛的一种传质过程，其 目的是利用混合液中各组 分挥发度的不同，将各组 分进行分离并达到规定的 纯度要求。
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精馏塔的静态特性
热衡算：QH FH F QC DH D BH B 看不出X1, Y1的关系。
能耗与分离度S的关系：
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精馏塔的工艺简介
原料
精 馏 塔
冷凝器
回流罐
塔顶产品
回流泵
再 沸 器
塔底产品
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精馏就是将一定浓度的混合 溶液送入精馏装置，使它反 复地进行部分汽化和部分冷 凝，从而得到预期的塔顶与 塔底产品的操作。完成这一 操作过程的相应设备除精馏 塔本体外，还有再沸器、冷 凝器、回流罐和回流泵等辅 助设备。
精馏塔的控制目标——约束条件
为确保精馏塔的正常、安全运行，必须使某些操作参数 限制在约束条件之内。常用的精馏塔限制条件为液泛限 、漏液限、压力限及临界温差限等。
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精馏塔的控制目标——约束条件
液泛限：气相速度过高，雾沫夹带现象严重时，液相从 下层塔板倒流到上层塔板，称为液泛。气相速度的上限 称为液泛限
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精馏塔的特点
过程变量多——被控变量多，操纵变量也多； 过程动态和机理复杂——非线性、滞后大、时变、变量之间相
互关联、分布参数特征等； 控制难度大，控制要求高。
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精馏塔的控制目标
控制总目标： 要对精馏塔实施有效的自动控制，必须首先了解精馏塔 的控制目标。一般说来，精馏塔的控制目标，应该在保 证产品质量合格的前提下，使塔的总收益（利润）最大 或总成本最小。因此，精馏塔的工艺要求应该从质量指 标、产品产量和能量消耗三方面考虑。
精馏塔的工艺简介
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精馏塔的分类——精馏操作按不同方法进行分类
根据混合物的组分数分——二元精馏、多元精馏 根据是否在混合物中加入影响汽液平衡添加剂——普通精馏、
特殊精馏（共沸精馏、萃取精馏、加盐精馏） 根据塔的结构分——板式塔（泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、浮喷
塔等）、填料塔 根据操作的方式分——连续精馏、间歇精馏
(1)质量指标（纯度） (2)产量指标（收率） (3)能耗指标（成本）
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精馏塔的控制目标——质量指标
要求馏出物达到规定的质量指标。 例：二元精馏塔
使塔顶轻组分纯度或塔底重组分 纯度符合要求，而另一产品也应 该保证在规定的范围内。
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精馏塔的控制目标——质量指标
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精馏塔的静态特性
（1）全塔物料衡算及能量衡算
总物料衡算： F=D+B
轻组分1衡算：
FZ1=DY1+BX1
D Z1 X1 F Y1 X 1或B来自 Z1 Y1 F X1 Y1
F, Z1
V
D, Y1 B, X1
①改变 D/F或 B/F，X1 、Y1 随之改变。 ②若保持X1 、Y1一定，当Z1不变时，则D就随F成比例变化（这是FFC根据） （保持D/F, B/F 不变） ③若F不变，则Z1 ↑，D应随之↑， X1 、Y1 可不变。
回收率 Ri=P/FZi 或
Ri

组分i的产品流量 进料中组分 i的流量
100％
Zi— 组分i在原料中的浓度。 P—产品产量（合格即可）（非纯组分）
（注意： Ri只与合格的产品产量P有关，与产品组成没有严格 关系，故回收率Ri可能大于100%）
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精馏塔的控制目标——收率、能耗
漏液限：气相速度过低，塔板漏液，板效率下降。气相 速度的下限称为漏液限。
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精馏塔的控制目标——约束条件
压力限：塔的操作压力的限制，操作压力过大，影响气 液平衡，分离效果变差。严重时会影响安全生产。
临界温差限：主要指再沸器两侧冷热流体的温度差。温 差越大，传热量越大，温差低于临界温差时，给热系数 急剧下降，不能保证正常传热。
多元精馏塔： 采用“关键组分”的概念，选择某二组分。 以它在D、B中的浓度作为指标。
例：脱乙烷塔 C2H6 挥发度较大——轻关键组分。 C3H6 挥发度较小——重关键组分。
多元塔的质量指标是控制塔顶总产品中 轻关键组分含量和底部产品中重关键组 分含量。
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精馏塔的控制目标——收率、能耗
例: Zi=50%=0.5，P/F=0.7 ∴Ri=0.7/0.5=140% 产品合格条件下，P愈大愈好，但能耗将相应增大。
实际上，产品纯度和能耗间有相当复杂的密切关系，当进料热焓 一定时，可用V/F代表能耗。V—再沸器产生的上升蒸汽量。 能耗指标 用单位进料的塔底上升蒸气量V/F来表示。
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精馏塔产品纯度、产品回收率和能耗之间的相互 关系
产品回收率*100%
120
100
V 2
80 F
4
68
60
40
20
0 80 90 95 98 99 99.5 99.8
产品纯度*100%
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定性规律： 1.若能耗指标一定，产品纯 度越高，其回收率越低； 2.若产品纯度一定，在一定 范围内能耗指标越高，其回 收率越高。