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。（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。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。應當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。

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。由以上兩式，可明顯看出進料量F在產(chǎn)品中的分配量（即D／F）是決定頂部和底部產(chǎn)品中輕組分含量y和x的關鍵因素。由于塔板上液層，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1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)1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，否則會導致給熱系數(shù)下降，傳熱量降低。對冷凝器冷卻能力影響1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；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)。

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，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。理論上講，按產(chǎn)品成分的直接指標控制方案，是最直接、最1有效的方案。這樣，就破壞了溫度和組分間的對應關系。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，而應當采用溫差控制。

  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。采用色譜儀可以測量多組分的濃度，并可以通過測量其他含量較少的雜質(zhì)組分之和來決定產(chǎn)品的純度。在實際應用中，溫差控制的關鍵是正確選擇測溫點，合理給出溫差設定值。這是因為溫度與產(chǎn)品成分之間的關系不是線性的，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溫差和塔底產(chǎn)品中輕組分濃度的關系示意圖。由圖可見，曲線除1高點外，每一溫差都有兩個不同的組分濃度。1高點左側(cè)部分對應的塔底產(chǎn)品純度較高，而右側(cè)則較低。因此，溫差的工作點應位于曲線的左側(cè)。

按產(chǎn)品成分或物性指標的直接控制方案

   精餾塔的質(zhì)量控制1好能選擇表征塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量指標，即產(chǎn)品的成分作為被控變量，即直接控制方案。作為分散相的溶液由進液口6進入至動盤中心，隨后被一系列高速旋轉(zhuǎn)的動折流圈反復甩向靜折流圈，最后在殼體內(nèi)收集后由出液口9引出回收。上述的溫度、溫差或雙溫差控制都是間接控制產(chǎn)品質(zhì)量的方法。利用產(chǎn)品分析器，例如色譜儀、紅外分析器、密度計、干點、閃點及初餾點分析器等，分析出塔頂（或塔底）的產(chǎn)品成分并將其作為被控變量，而將回流量或再沸器的加熱量等作為控制變量，就可以組成成分控制，實現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標控制。

   采用色譜儀可以測量多組分的濃度，并可以通過測量其他含量較少的雜質(zhì)組分之和來決定產(chǎn)品的純度。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-D的物料平衡關系，那么該塔的產(chǎn)品質(zhì)量就能得到控制。精餾工藝上通常采用工業(yè)色譜儀進行在線的成分分析，并以關鍵組分的濃度比進行控制。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的，在精餾塔中很難進行的分離在色譜儀中也是困難的。同時分析儀需要采樣系統(tǒng)且其測量滯后影響了控制系統(tǒng)的動態(tài)響應。這是在使用時應予注意的。在精餾塔的操作中，當干擾產(chǎn)生時，多個塔板中靈敏板的變化量明顯。因此，可選擇測量靈敏板上的成分，并作為被控變量進行控制。

與溫度控制的情況類似，塔頂或塔底產(chǎn)品的成分是能體現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量指標。醪垢的化學成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、硫酸鈣、有機酸鈣、糖、糊精、蛋白質(zhì)等，是由多種無機物、有機物構成的，并以無機物為主。但是當分離的產(chǎn)品較純時，在鄰近塔頂、塔底的各板間，成分差很小，而且每塊板上的成分在受到干擾后變化也很小，這就要求檢測成分的儀表靈敏度很高。理論上講，按產(chǎn)品成分的直接指標控制方案，是直接、1有效的方案。它可為各種基于化工熱力學的多變量控制及精1確控制打下基礎。但是，就目前測量產(chǎn)品成分的儀表來說，準確度一般較差、滯后時間也很長，因而控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量受到很大影響。但只要不斷改善成分分析儀表的性能，按產(chǎn)品成分的直接指標控制方案將得到廣泛應用。