基于Rockwell PLC的精馏塔控制系统设计(4)
（2） 产品产量指标
化工产品的生产，要求在达到一定质量指标的前提下，应满足达到尽可能高的收率。这对于增长经济效益显然是有利的。而由精馏过程的原理，用精馏塔进行混合物的分离是一定会产生能量消耗的，要使分离的产品质量越高，产品产量越多，所需的能量也就越大。故除了考虑产品纯度和产品收率两者的关系，还必须从能量消耗的角度进行考虑。
（3） 能耗要求和经济性指标
精馏过程中能量消耗主要是表现在再沸器的加热步骤和冷凝器的冷却步骤上；另外，精馏塔和附属设备及相关管线也要散失部分能量。
在一定的纯度要求下，增加塔内的上升蒸汽是有利于提高产品回收率的，但同时也意着再沸器的能量消耗会变大。然而，任何事物总是会包含有一定限制的。当单位进料量的能耗增加到一定数值后，再继续增加塔内的上升蒸汽，而产品回收率的增长幅度就不明显了。对于精馏塔的操作情况，必须从整体的经济效益来衡量。在精馏操作中，质量指标、产品回收率和能量消耗均是要控制的指标。其中质量指标是必须满足的条件，在质量指标达到一定的条件下，应在控制过程中使产品的产量尽可能增加一些，同时能量消耗尽可能下降一些。
（4） 约束条件
为确保精馏塔的正常、安全运行，必须使某些操控参数限制在约束条件之内。常用的精馏塔的限制条件包括液泛限、漏液限、压力限及临界温差限等。
① 液泛限：也称气相速度限，是指精馏过程中上升蒸汽速度的最大限度。当蒸汽上升速度过高时，造成雾沫夹带现象严重，液相从下层塔板倒流到上层塔板，称为液泛现象，会破坏正常运作。
② 漏液限：也称最小气相速度限，是指精馏过程中上升蒸汽速度的最小限。当上升蒸汽速度过低时，不能托起上层的液相，将产生塔板漏液，精馏操作不能正常进行，使塔板效率下降。防止液泛和漏液，可以通过塔压降或压差来监视气相速度。
③ 压力限：一般是指最大精馏运行压力限。就是说塔内产生的压力不能过大，否则会影响塔内汽液平衡，容器的安全无法保证，严重越限时甚至会影响到安全生产。
④ 正常传热临界温度限：主要是指再沸器两侧的温差限度，当这时产生的温差高于临界温差时，给热系数会急速降低，传热量也会随之降低，使之不能保证精馏塔的正常传热需求。同时，为了保证精馏过程中的正常运作需要，也要有适宜的回流温度。
因此，在确定精馏塔的控制方案时，必须考虑到上述的约束条件，能使精馏塔进行正常的工作。
2.2 精馏过程的控制扰动分析
和多数化工过程一样，精馏过程的特性是在满足一定的物料平衡和能量平衡上进行的。为使精馏塔塔内的操作文持稳定，被控变量可以通过物料平衡和能量平衡来影响塔的正常操作。影响物料平衡的因素是指进料流量、成分的变化，和塔顶馏出物及塔底出料的变化。影响能量平衡的因素主要包含进料温度的变化、再沸器和冷凝器的能量变化，此外还有塔周围环境温度的影响等。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存在相互影响的。
在上述各扰动因素中，进料流量、成分的波动是精馏塔操作的主要扰动，而且通常是不可控的。其它的扰动一般较小，而且通常是可控的或者添加一些控制系统来起到克服作用。因此，在对精馏塔的整体确定控制方案时，如果工艺允许，能把精馏塔进料量、进料温度设计为定值控制，将利于精馏塔的平稳操作。精馏过程的主要影响因素有: