沈俊(中石化上海工程有限公司，上海 200120)

    精馏塔再沸器典型温度控制方案的分析与优化

    沈俊

    (中石化上海工程有限公司，上海200120)

    摘 要化工设计中精馏塔再沸器温度控制方案众多，文章列举了两类典型的温度控制方案，分别为传热平均温差Δtm和传热面积A控制方案。对上述两类控制方案分别从控制原理、控制效果、投资等方面进行分析，找出各自的优缺点，并逐步提出优化方案，以期满足不同的设计工况。

    关键词再沸器控制；控制优化；温度控制； 精馏塔再沸器

    精馏过程是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。

    再沸器作为精馏塔的重要组成部分，直接影响着整个精馏塔系的气相负荷、塔釜温度和塔釜产品质量。由于水蒸气介质稳定、易得，并且传热系数高，所以被广泛用作再沸器的热媒。本文仅针对以饱和蒸汽为热媒的再沸器，列举了两类典型的温度控制方案，并从工艺、仪表控制和投资等方面进行分析，以期得到控制平稳、凝液回收流畅的再沸器温度控制方案。

    1 理论依据

    参照公式(1)，调节再沸器负荷(即传热速率Q)的手段，主要有三种：一是改变传热系数K；二是改变传热面积A；三是改变传热平均温差Δtm。对于需要完成特定生产任务的再沸器，难以用改变传热系数K的方式来调节再沸器负荷。相比而言，改变传热面积A和改变传热平均温差Δtm这两种方式较易实现，也是本文研究重点。

    式中 Q—传热速率，J/s；

    K—传热系数，w/(m2·k)；

    A—传热面积，m2；

    Δtm—传热平均温差，K。

    2 精馏塔再沸器典型温度控制方案

    2.1两类典型的温度控制方案

    对于用蒸汽作热媒的精馏塔再沸器，塔釜温度或灵敏板温度作为一个重要的控制指标，影响着整个精馏塔的分离效果和负荷能力。目前，对于塔釜温度或灵敏板温度的控制方案有很多，限于文章篇幅限制，本文列举了在炼油和化工中常用的两类典型温度控制方案[2]。

    2.1.1传热平均温差Δtm控制方案

    传热平均温差Δtm控制方案如图1所示。这种控制方案较常用，它的控制原理：通过控制调节阀开度大小来改变进再沸器的蒸汽压力 ......