不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置及方法，本装置的一级冷凝器与回流罐的连通管路上设有第一调节阀；一级冷凝器与二级冷凝器的连通管路上设有第二调节阀；二级冷凝器与尾气系统的连通管路上设有第三调节阀。本发明专利技术区别于现有的通过给塔顶通入不凝结气体或塔顶冷凝器放空控制塔压的装置，在控制过程中不会有不凝结气体进入到精馏系统减少物料损失，同时因本装置对精馏塔系统压力的调整幅度小，调整过程塔压力波动小，精馏系统运行更加稳定，尤其适用于高纯化学品和高值化学品的精馏过程。

Device and method of controlling distillation tower pressure without using non condensable gas

The invention relates to a device and method for controlling the pressure of distillation tower without using non condensable gas. The first regulating valve is arranged on the connecting pipe between the first stage condenser and reflux tank; the second regulating valve is arranged on the connecting pipe between the first stage condenser and the second stage condenser; the third regulating valve is arranged on the connecting pipe between the second stage condenser and tail gas system. The invention is different from the existing device which controls the tower pressure by injecting non condensable gas into the top of the tower or venting the condenser on the top of the tower. During the control process, no non condensable gas will enter the distillation system to reduce the material loss. At the same time, because the adjustment range of the device to the system pressure of the distillation tower is small, the pressure fluctuation of the adjustment process tower is small, and the operation of the distillation system is more stable, especially suitable for high purification Distillation of chemicals and high value chemicals.

【技术实现步骤摘要】
不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置及方法
本专利技术涉及一种不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置及方法，属于精馏系统控制

技术介绍
目前，精馏塔的塔压控制通常是在塔压低于设定值时从塔顶向塔内加入不凝结气体，提高塔压（如图1所示）；塔压高于设定值时从塔顶冷凝器向尾气系统排放一部分气体组分，降低塔压。但近现代超纯化学品、半导体等各个行业发展迅速，很多行业都是利用化学品作为原料，并且要求原料中含杂质量极低，同时，因多个行业存在化工原材料危险性巨大、处理难度极高、原材料价值极大等情况，且绝大多数化工提纯过程都要依赖精馏，传统的精馏塔压控制装置已无法适应现阶段的特种化工过程，急需一种能够适应各种精细化工过程的塔压控制装置及方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置及方法，以适应各种精细化工过程的塔压控制。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置，包括精馏塔、一级冷凝器、二级冷凝器、回流罐，一级冷凝器与回流罐的连通管路上设有第一调节阀；一级冷凝器与二级冷凝器的连通管路上设有第二调节阀；二级冷凝器与尾气系统的连通管路上设有第三调节阀。上述不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置的控制方法，按以下步骤进行：（1）精馏塔压力P1＜设定值：S1，DCS控制系统检测系统运行及阀门状态，若第三调节阀未完全关闭则逐步调小第三调节阀的开度，若第三调节阀开度减小过程中，精馏塔压力P1逐步增大接近设定值，则此调节过程终止；若精馏塔压力P1依然未增加到设定值，则持续减小第三调节阀开度直至第三调节阀完全关闭；S2，若第三调节阀完全关闭后精馏塔压力P1依然未增加到设定值，则调小第二调节阀的开度，若第二调节阀开度减小过程中，精馏塔压力P1逐步增大接近设定值，则此调节过程终止；若精馏塔压力P1依然未增加到设定值，则持续减小第二调节阀开度直至第二调节阀完全关闭；S3，若第二调节阀完全关闭后精馏塔压力P1依然未增加到设定值，则调小第一调节阀的开度，降低一级冷凝器的冷凝能力，降低塔顶物料的冷凝速率，使精馏塔压力增加到设定值；（2）精馏塔压力P1＞设定值：S4，DCS控制系统检测系统运行及阀门状态，若第一调节阀未完全打开则逐步增大第一调节阀的开度，若第一调节阀开度增大过程中，精馏塔压力P1逐步减小接近设定值，则此调节过程终止；若精馏塔压力P1依然未减小到设定值，则持续增大第一调节阀开度直至第一调节阀完全打开；S5，若第一调节阀完全打开后精馏塔压力P1依然未减小到设定值，则增加第二调节阀的开度，若第二调节阀开度增大过程中，精馏塔压力P1逐步减小接近设定值，则此调节过程终止；若精馏塔压力P1依然未减小到设定值，则持续增大第二调节阀开度直至第二调节阀完全打开；S6，若第二调节阀完全打开后精馏塔压力P1依然未减小到设定值，则增大第三调节阀的开度，将精馏塔塔顶无法冷凝的气体排放至尾气系统中，减小精馏塔系统不冷凝气体的绝对量，使精馏塔压力减小到设定值。采用上述技术方案的本专利技术，与现有技术相比，有益效果是：本装置控制塔压的过程，区别于现有的通过给塔顶通入不凝结气体或塔顶冷凝器放空控制塔压的装置，是在原有装置的基础上，在控制过程中不会有不凝结气体进入到精馏系统减少物料损失，同时因本装置对精馏塔系统压力的调整幅度小，调整过程塔压力波动小，精馏系统运行更加稳定。作为优选，本专利技术更进一步的技术方案是：步骤S1、S4中，所述DCS系统检测系统运行及阀门状态表示的是：精馏塔塔釜再沸器蒸发量正常，精馏塔塔顶冷凝器循环冷却水用量正常，塔顶回流量正常，无除冷凝器冷凝能力及塔顶放空量之外其他影响塔压的情况存在。步骤S1中，精馏塔控制压力为0.2MPa，二级冷凝器控制压力为0.18MPa，精馏塔实际压力P1＜0.2MPa时，优先选择减小第三调节阀开度直至关闭。在精馏塔压力低的时候优先关闭精馏系统向系统外排放气体的管道，并不在第一时间向精馏系统内加入不凝结气体，此种做法保证了减少了精馏系统内杂质组分的含量，保证了精馏系统内物料的纯度，同时又节约了不凝性气体的投资及管道敷设成本。步骤S2中，一级冷凝器控制压力为0.2MPa，二级冷凝器控制压力为0.18MPa，一级冷凝器、二级冷凝器均使用管壳式换热器，循环水冷却水在管程，被冷凝物料在壳程，在一级冷凝器冷凝能力足够的情况下优先使用一级冷凝器作为塔顶物料冷凝装置。采用管壳式换热器作为冷凝器使用，被冷凝物料在壳程内，物料被冷凝之后会因重力作用下落到冷凝器底部，保证上部换热管与物料气体有足够的接触空间，有效保证了换热效率，当前现有的其他装置中一级冷凝器和二级冷凝器控制压力相同，不管是一级冷凝器还是二级冷凝器在生产中均为满负荷使用，对于冷凝器内的循环冷却水的消耗量比较大，尤其是二级冷凝器低温的循环介质。本装置一级冷凝器和二级冷凝器控制压力有一个差值，实际应用中最大限度的使用一级冷凝器进行物料的冷凝，减少二级冷凝器的冷却介质用量，可明显节约能源。步骤S3中，一级冷凝器控制压力为0.2MPa，回流罐控制压力为0.2MPa，回流罐与二级冷凝器的连通管路上设有一段高度为h的U型弯，回流罐和二级冷凝器之间的压力差通过U型弯实现。设置U型弯有区别于其他装置在回流罐和二级冷凝器之间增加连通管均压，使回流罐内气相物料可自由进入二级冷凝器内进行换热，将回流罐和二级冷凝器相对分开控制，回流罐内若有气体将优先进入一级冷凝器，使用一级冷凝器的冷量，减少了二级冷凝器冷媒的消耗。进一步，步骤S4中，精馏塔控制压力为0.2MPa，精馏塔实际压力P1＞0.2MPa时，优先增大第一调节阀开度，增加一级冷凝器的冷凝能力。控制过程中优先选择使用低值冷媒作为冷却介质，不增加二级冷凝器的工作负荷，减小运行消耗。步骤S5中，二级冷凝器控制压力为0.18MPa，精馏塔实际压力P1＞0.2MPa时，优先增加第二调节阀开度，投用二级冷凝器。在一级冷凝器无法控制塔压的情况下，优先选择投用二级冷凝器，使用温度更低的冷媒来将物料冷凝下来，而不是放空，损失物料。步骤S6中，第三调节阀是在经过第一调节阀和第二调节阀的调整后，依然无法降低精馏塔压力后开启，放空后的气体收集到尾气系统，尾气系统增加物料收集器回收部分物料。附图说明图1是现有精馏塔塔压控制装置示意图；图2是本专利技术的不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置示意图；图中：1、精馏塔；2、一级冷凝器；3、二级冷凝器4、回流罐；5、第一调节阀；6、第二调节阀；7、第三调节阀；8、U型弯。具体实施方式以下结合附图及实施例详述本专利技术。参见图2，一种不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置，由精馏塔1、一级冷凝器2、二级冷凝器3、回流罐4、第一调节阀5、第二调节阀6、第三调节阀7、U型弯8组成，一级冷凝器2与回流罐4的连通管路上设有第一调节阀5；一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置，包括精馏塔、一级冷凝器、二级冷凝器、回流罐，其特征在于：一级冷凝器与回流罐的连通管路上设有第一调节阀；一级冷凝器与二级冷凝器的连通管路上设有第二调节阀；二级冷凝器与尾气系统的连通管路上设有第三调节阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置，包括精馏塔、一级冷凝器、二级冷凝器、回流罐，其特征在于：一级冷凝器与回流罐的连通管路上设有第一调节阀；一级冷凝器与二级冷凝器的连通管路上设有第二调节阀；二级冷凝器与尾气系统的连通管路上设有第三调节阀。


2.一种如权利要求1所述的不利用不凝气体控制精馏塔塔压的装置的控制方法，其特征在于，按以下步骤进行：
（1）精馏塔压力P1＜设定值：
S1，DCS控制系统检测系统运行及阀门状态，若第三调节阀未完全关闭则逐步调小第三调节阀的开度，若第三调节阀开度减小过程中，精馏塔压力P1逐步增大接近设定值，则此调节过程终止；若精馏塔压力P1依然未增加到设定值，则持续减小第三调节阀开度直至第三调节阀完全关闭；
S2，若第三调节阀完全关闭后精馏塔压力P1依然未增加到设定值，则调小第二调节阀的开度，若第二调节阀开度减小过程中，精馏塔压力P1逐步增大接近设定值，则此调节过程终止；若精馏塔压力P1依然未增加到设定值，则持续减小第二调节阀开度直至第二调节阀完全关闭；
S3，若第二调节阀完全关闭后精馏塔压力P1依然未增加到设定值，则调小第一调节阀的开度，降低一级冷凝器的冷凝能力，降低塔顶物料的冷凝速率，使精馏塔压力增加到设定值；
（2）精馏塔压力P1＞设定值：
S4，DCS控制系统检测系统运行及阀门状态，若第一调节阀未完全打开则逐步增大第一调节阀的开度，若第一调节阀开度增大过程中，精馏塔压力P1逐步减小接近设定值，则此调节过程终止；若精馏塔压力P1依然未减小到设定值，则持续增大第一调节阀开度直至第一调节阀完全打开；
S5，若第一调节阀完全打开后精馏塔压力P1依然未减小到设定值，则增加第二调节阀的开度，若第二调节阀开度增大过程中，精馏塔压力P1逐步减小接近设定值，则此调节过程终止；若精馏塔压力P1依然未减小到设定值，则持续增大第二调节阀开度直至第二调节阀完全打开；
S6，若第二调节阀完全打开后精馏塔压力P1依然未减小到设定值，则增大第三调节阀的开度，将精馏塔塔顶无法冷凝的气体排放至尾气系统中，减小精馏塔系统不冷凝气体的绝对量，使精馏塔压力减小到设定值。


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【专利技术属性】
技术研发人员：董立强，戴帅，杨志军，刘经纬，
申请(专利权)人：唐山三孚电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13