專利名稱：一種精餾塔的回流比溫度自動控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工的蒸餾領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種精餾塔的回流比 溫度自動控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)工業(yè)中的精餾操作，是化工生產(chǎn)重要的操作之一。在精餾搡作過 程中，根據(jù)原料液的組成以及對殘液和產(chǎn)品的具體組成要求等因素，決定 精餾塔的操作參數(shù)，在間歇精餾或連續(xù)精餾操作過程中，往往需通過調(diào)整 回流比實現(xiàn)精餾塔的搡作參數(shù)。在精餾塔中回流量與產(chǎn)出量的比值稱作回 流比，若產(chǎn)出量為零(也稱全回流〉則回流比為無窮大，在實際搡作中，往 往要通過計算決定適宜回流比。
對于精餾塔微流量回流比的控制，現(xiàn)有技術(shù)是靠一個電磁鐵和二個數(shù) 字時間繼電器的簡單配合來實現(xiàn)。給予這二個數(shù)字時間繼電器繼電時間來 控制電源與電磁鐵的接入和斷開，使電磁鐵在通電后產(chǎn)生電磁吸和在斷電 后產(chǎn)生失磁放的動作，用以實現(xiàn)精餾塔頂微流量餾出液的流出方向和回流
放的動作，且該組數(shù)字時間繼電器和電磁鐵的動作與精餾塔頂蒸出料液溫 度無關(guān)。因此當(dāng)精餾塔頂蒸出料液的溫度發(fā)生變化時，現(xiàn)有技術(shù)則無能為 力，由此會影響精餾塔頂餾出液的質(zhì)量要求。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明的目的在于提供一種精餾塔的回流比溫度自動控制裝 置，包括控制回流通道開閉的回流時間繼電器和控制餾出通道開閉的餾出
時間繼電器，還包括 釆集單元，采集所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)；
控制單元，連接所述采集單元，適于設(shè)定所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟确?圍，根據(jù)設(shè)定的料液溫度范圍和預(yù)定的回流比，按照預(yù)定的規(guī)則對所述回 流時間繼電器、餾出時間繼電器進行時間控制。
執(zhí)行單元，與所述回流時間繼電器、餾出時間繼電器連接，執(zhí)行所述 控制回流通道和控制餾出通道幵閉。
所述采集單元包括溫度檢測器，所述溫度檢測器采集所述精餾塔頂?shù)?料液溫度數(shù)據(jù)并輸入所述控制單元。
所述控制單元根據(jù)預(yù)定的回流比設(shè)置所述回流時間繼電器和餾出時間 繼電器的控制時間，當(dāng)釆集的料液溫度在所述設(shè)定的料液溫度范圍，根據(jù) 設(shè)置的控制時間對所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器進行控制進而開 啟所述回流通道和餾出通道，當(dāng)采集的料液溫度不在所述設(shè)定的料液溫度 范圍，只開啟所述回流通道。
所述控制單元包括智能調(diào)節(jié)器，所述智能調(diào)節(jié)器比對釆集的料液溫度 數(shù)據(jù)和設(shè)定的料液溫度數(shù)據(jù)，并實時調(diào)節(jié)料液溫度在所述設(shè)定范圍之內(nèi)。
所述執(zhí)行單元包括電磁鐵和微流量管，所述電磁鐵與所述回流時間繼 電器、餾出時間繼電器連接，所述微流量管連接所述控制回流通道和控制 餾出通道，以控制回流液和餾出液的流向。
另一方面，本發(fā)明還提供一種精餾塔的回流比溫度自動控制方法，包 括將回流時間繼電器連接在回流通道上以控制其開閉，將餾出時間繼電器 連接在餾出通道上以控制其開閉，還包括
設(shè)定所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟确秶约盎亓鞅?，并按照所述回流比設(shè)
置所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器的控制時間； 采集所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)；
判斷釆集的料液溫度是否在所述設(shè)定的料液溫度范圍，若在范圍內(nèi)則 根據(jù)設(shè)置所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器的控制時間對所述回流時 間繼電器和餾出時間繼電器進行控制進而開啟所述回流通道和餾出通道， 若不在范圍內(nèi)則只開啟所述回流通道。
所述采集精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)通過溫度檢測器完成采集。
所述自動控制方法還包括對溫度的智能調(diào)節(jié)，比對釆集的料液溫度數(shù)
據(jù)和設(shè)定的料液溫度數(shù)據(jù)，并實時調(diào)節(jié)料液溫度在所述設(shè)定范圍之內(nèi)。
釆用本發(fā)明所述的 一種精餾塔的回流比溫度自動控制裝置及方法，由 于本發(fā)明所述的方法及裝置釆用了溫度檢測器采集精餾塔頂?shù)牧弦簻囟龋?并且釆用了智能調(diào)節(jié)器來控制所述回流時間繼電器及餾出時間繼電器，這 樣根據(jù)精餾塔頂蒸出料液溫度的變化，實現(xiàn)對回流通道和餾出通道的自動 控制，若在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)則根據(jù)回流比開啟所述回流通道和餾出通道， 若不在范圍內(nèi)則只開啟所述回流通道，實現(xiàn)全回流。另外，根據(jù)上述特點， 本發(fā)明能對間隙精餾過程中精餾塔頂微流量的產(chǎn)品實現(xiàn)準(zhǔn)確的餾份切割搡 作，即在獲取第一溫度范圍內(nèi)塔頂餾出液之后，只要改變智能調(diào)節(jié)器設(shè)定 的溫度范圍和回流比條件即可在現(xiàn)有穩(wěn)定的精餾塔操作的條件下準(zhǔn)確得到 第二溫度范圍內(nèi)塔頂餾出液產(chǎn)品，以此類推，則可獲得精餾工藝所需的各 種溫度條件下的產(chǎn)品餾份。


圖1為本發(fā)明所述的回流比溫度自動控制裝置的原理示意圖; 圖2為本發(fā)明所述的回流比溫度自動控制方法的流程示意圖; 圖3為本發(fā)明所述的智能調(diào)節(jié)器的原理示意圖； 圖4為本發(fā)明所述控制單元的時間控制波形圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。 參考圖l， 一方面，本發(fā)明為一種精餾塔的回流比溫度自動控制裝置， 包括
回流時間繼電器201，連接精餾塔的回流通道2051并控制其開閉，餾 出時間繼電器202，連接精餾塔的餾出通道2052并控制其開閉，所述回流 通道2051開啟就意味著精餾塔開始回流，所述餾出通道2052開啟就意味 著精餾塔有了產(chǎn)出量。
采集單元203，采集所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)。所述采集單元包 括溫度檢測器，所述溫度檢測器采集所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)并輸入
所述控制單元204。作為一實施例，所述溫度檢測器可以為熱電阻。
控制單元204，連接所述采集單元203，根據(jù)一實施例，控制單元204 可以包括智能調(diào)節(jié)器，可以通過智能調(diào)節(jié)器設(shè)定所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟?范圍，智能調(diào)節(jié)器根據(jù)預(yù)定的回流比設(shè)置所述回流時間繼電器和餾出時間 繼電器的控制時間(兩個繼電器的控制時間比例相同或接近于回流比)。
執(zhí)行單元205，包括電磁鐵和微流量管，所述電磁鐵與所述回流時間 繼電器、餾出時間繼電器連接，所述微流量管連接所述控制回流通道2051 和控制餾出通道2052，以控制回流液和餾出液的流向。
當(dāng)控制單元204判斷采集的料液溫度在所述設(shè)定的料液溫度范圍，根 據(jù)設(shè)置的控制時間對所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器進行控制進而 開啟所述回流通道2051和餾出通道2052,精餾塔中產(chǎn)生回流量和產(chǎn)出量； 而當(dāng)釆集的料液溫度不在所述設(shè)定的料液溫度范圍，智能調(diào)節(jié)器只控制開 啟所述回流通道2051,這樣此時精餾塔處于全回流狀態(tài)。具體來說，料液 自上而下從微流量管中流出，微流量管掛在一軸心上，可以左右擺動，猶 如一鐘擺，它的擺動由電磁鐵確定，當(dāng)電磁鐵通電產(chǎn)生吸力，微流量管擺 向溜出通道2052方向；當(dāng)電磁鐵斷電失磁，微流量管重回原回流通道2051 方向。作為一實施例，所述智能調(diào)節(jié)器可以是一個負(fù)反饋系統(tǒng)，可以比對 釆集的料液溫度數(shù)據(jù)和設(shè)定的料液溫度數(shù)據(jù)，對于存在的偏差，智能調(diào)節(jié) 器實時調(diào)節(jié)料液溫度在所述設(shè)定范圍之內(nèi)。參見圖3，圖3是智能調(diào)節(jié)器 的原理示意圖，當(dāng)被控參數(shù)Xo受到干擾或擾動時，被控參數(shù)Xo與給定值 Xs之間產(chǎn)生了偏差e :
s=Xi-Xs
其中Xs — 一給定值；
Xi — 一測量值；
Xo — 一被控參數(shù)值；
￡--偏差^
y—一智能調(diào)節(jié)器的輸出信號。
智能調(diào)節(jié)器接收到偏差信號后，按一定的運算規(guī)律(譬如PID或位式 運算、放大)輸出控制信號(0~10mA、 4~10niA或開關(guān)信號)y作用于被
控對象，用以消除擾動對被控參數(shù)的影響(消除偏差值S )，使被控參數(shù)
Xo回歸到所給定值Xs上來。
參考圖2，另一方面，本發(fā)明還提供一種精餾塔的回流比溫度自動控
制方法，包括
101、 將繼電器連接在智能調(diào)節(jié)器與電磁鐵之間，以控制回流通道和餾
出通道。
將回流時間繼電器連接在回流通道上以控制其開閉，將餾出時間繼電 器連接在餾出通道上以控制其開閉。
102、設(shè)定料液溫度范圍以及回流比，并設(shè)置時間繼電器的控制時間。設(shè)定所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟确秶约八枰幕亓鞅龋凑账?br> 回流比設(shè)置所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器的控制時間(兩個繼電器的控制時間比例相同或接近于回流比)。 參考圖4，回流比的確定過程如下
a,通電時間t＝1l秒，電磁鐵產(chǎn)生吸引力，將微流量管吸向右邊，料液走向餾出通道；
b，斷電時間T=3秒，電磁鐵失電而失磁，微流量管返回原位置，料液走向回流通道；
此時回流比為1l秒內(nèi)料液的量/3秒內(nèi)料液走的量，兩者的比值 為3. 6 7。
當(dāng)料液溫度在控制范圍內(nèi)，則自動控制裝置重復(fù)a和b的動作。
103、 采集所述料液溫度數(shù)據(jù)。
釆集所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)，可以通過溫度檢測器完成采集， 溫度檢測器可以選擇熱電阻。
104、 比對溫度并對時間繼電器進行控制。
當(dāng)采集的料液溫度在所述設(shè)定的料液溫度范圍，根據(jù)設(shè)置的控制時間 對所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器進行控制進而開啟所述回流通道 和餾出通道，精餾塔中產(chǎn)生回流量和產(chǎn)出量；而當(dāng)釆集的料液溫度不在所 述設(shè)定的料液溫度范圍，智能調(diào)節(jié)器只控制開啟所述回流通道，這樣此時 精餾塔處于全回流狀態(tài)。
作為一實施例，所述自動控制方法還包括對溫度的智能調(diào)節(jié)，可以通 過智能調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)，比對采集的料液溫度數(shù)據(jù)和設(shè)定的料液溫度數(shù)據(jù)， 并實時調(diào)節(jié)料液溫度在所述設(shè)定范圍之內(nèi)。具體見上文。
下面通過一個實施例來具體說明一下本發(fā)明所述的回流比溫度自動控
制裝置及方法的工作過程
首先所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器選擇了時間參數(shù)為1 ~ 99 秒的型號，對第一溫度范圍內(nèi)塔頂微流量餾出液溫度要求控制在64. 5°C ~ 64. 9°C，回流比為3.77，相對應(yīng)的餾出液中所需組份含量為99.5%。于是 設(shè)定智能調(diào)節(jié)器溫度范圍為64.5°C ~64.9'C，在此范圍內(nèi)進行對設(shè)定的回 流比操作，在此范圍之外進行全回流操作。
根據(jù)回流比R=3. 77( 4)的要求，設(shè)數(shù)字時間繼電器A (回流)的繼電 時間為11 (或4)秒，數(shù)字時間繼電器B (餾出)的繼電時間為3(1)秒， 此即可得到L=3. 67 ( -4) D即回流量是餾出液3. 67 (或4)倍的搡作。由 此溫度條件下操作所得到的精餾塔頂微流量餾出液組成含量達到了工藝的 質(zhì)量控制指標(biāo)，即餾出液中所需組份含量> 99. 5%。
對于間隙精餾操作，在第 一 溫度范圍內(nèi)的餾份切割完后立即對第二溫 度范圍內(nèi)塔頂餾出液溫度和回流比的設(shè)定，此時設(shè)定智能調(diào)節(jié)器的溫度范 圍為64.9°C~65. 3°C，在此范圍內(nèi)進行回流比操作，如果回流比條件不變 的情況下，所得到的相對應(yīng)的餾出液中所需組份含量為98.5%。在此范圍 之外進行全回流操作此即可獲得第二溫度范圍內(nèi)的產(chǎn)品餾份。依此可類推。
在實際搡作中本發(fā)明控制準(zhǔn)確，精度高，效果顯著，既保證了精餾塔 塔頂餾出液根據(jù)設(shè)定的溫度和回流比所采出的工藝質(zhì)量，也保證了在穩(wěn)定 精餾操作中對餾份的準(zhǔn)確切割，在精餾工藝中對微流量回流比溫度自動控 制極具有應(yīng)用價值。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說 明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍 內(nèi)，對以上實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種精餾塔的回流比溫度自動控制裝置，包括控制回流通道開閉的回流時間繼電器和控制餾出通道開閉的餾出時間繼電器，其特征在于，還包括采集單元，采集所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)；控制單元，連接所述采集單元，適于設(shè)定所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟确秶?，根?jù)設(shè)定的料液溫度范圍和預(yù)定的回流比，按照預(yù)定的規(guī)則對所述回流時間繼電器、餾出時間繼電器進行時間控制；執(zhí)行單元，與所述回流時間繼電器、餾出時間繼電器連接，執(zhí)行所述控制回流通道和控制餾出通道開閉。
2、 如權(quán)利要求l所述的回流比溫度自動控制裝置，其特征在于，所述 釆集單元包括溫度檢測器，所述溫度檢測器采集所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟?數(shù)據(jù)并輸入所述控制單元。
3、 如權(quán)利要求l所述的回流比溫度自動控制裝置，其特征在于，所述 控制單元根據(jù)預(yù)定的回流比設(shè)置所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器的 控制時間，當(dāng)采集的料液溫度在所述設(shè)定的料液溫度范圍，根據(jù)設(shè)置的控 制時間對所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器進行控制進而開啟所述回 流通道和餾出通道，當(dāng)釆集的料液溫度不在所述設(shè)定的料液溫度范圍，只 開啟所述回流通道。
4、 如權(quán)利要求1或3所述的回流比溫度自動控制裝置，其特征在于， 所述執(zhí)行單元包括電磁鐵和微流量管，所述電磁鐵與所述回流時間繼電器、 館出時間繼電器連接，所述微流量管連接所述控制回流通道和控制餾出通 道，以控制回流液和餾出液的流向。
5、 如權(quán)利要求4所述的回流比溫度自動控制裝置，其特征在于，所述 控制單元包括智能調(diào)節(jié)器，所述智能調(diào)節(jié)器比對采集的料液溫度數(shù)據(jù)和設(shè)定的料液溫度數(shù)據(jù)，并實時調(diào)節(jié)料液溫度在所述設(shè)定范圍之內(nèi)。
6、 一種精餾塔的回流比溫度自動控制方法，包括將回流時間繼電器連 接在回流通道上以控制其開閉，將餾出時間繼電器連接在餾出通道上以控 制其開閉，其特征在于，還包括設(shè)定所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟确秶约盎亓鞅?，并按照所述回流比設(shè)置所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器的控制時間； 釆集所述精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)；判斷釆集的料液溫度是否在所述設(shè)定的料液溫度范圍，若在范圍內(nèi)則 根據(jù)設(shè)置所述回流時間繼電器和餾出時間繼電器的控制時間對所述回流時 間繼電器和餾出時間繼電器進行控制進而開啟所述回流通道和餾出通道， 若不在范圍內(nèi)則只開啟所述回流通道。
7、 如權(quán)利要求6所述的回流比溫度自動控制方法，其特征在于，所述 采集精餾塔頂?shù)牧弦簻囟葦?shù)據(jù)通過溫度檢測器完成釆集。
8、 如權(quán)利要求6所述的回流比溫度自動控制方法，其特征在于，所述 自動控制方法還包括對溫度的智能調(diào)節(jié)，比對釆集的料液溫度數(shù)據(jù)和設(shè)定 的料液溫度數(shù)據(jù)，并實時調(diào)節(jié)料液溫度在所述設(shè)定范圍之內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種精餾塔的回流比溫度自動控制裝置及方法，包括控制回流通道開閉的回流時間繼電器和控制餾出通道開閉的餾出時間繼電器、采集單元和控制單元?？刂茊卧O(shè)定了料液溫度范圍，并根據(jù)回流比設(shè)定了繼電器控制時間，這樣根據(jù)采集來的料液溫度，若在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)則根據(jù)回流比開啟所述回流通道和餾出通道，若不在范圍內(nèi)則只開啟所述回流通道，實現(xiàn)全回流。另外，根據(jù)上述特點，本發(fā)明還能通過料液溫度范圍的設(shè)定對間隙精餾過程中精餾塔頂微流量的產(chǎn)品實現(xiàn)準(zhǔn)確的餾份切割操作。
文檔編號B01D3/42GK101337133SQ200810041689
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者國 衛(wèi), 朱志亮, 束世平, 殷紅燕 申請人:上?；ぱ芯吭?br>