CN105344127A - 精馏塔系统及稳定精馏塔塔压的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精馏塔系统及稳定精馏塔塔压的方法和装置，其中所述装置包括检测精馏塔顶压的顶压传感器、压力控制中心、设有补压阀的补气管道和设有泄压阀的泄压管道，所述压力控制中心接收顶压传感器检测到的精馏塔顶压，当精馏塔顶压超出设定的泄压阈值时，压力控制中心控制泄压阀开启进行泄压，当精馏塔顶压低于设定的补压阈值时，压力控制中心控制补压阀开启进行补压，其中，所述补压阀并联有补压支路，所述补压支路上设有阀门和流量计，所述补压支路持续向精馏塔内补充氮气使精馏塔内的塔压维持在泄压阈值上下1KPa内。本发明减小精馏塔塔压在生产运行中波动范围。

Description

精馏塔系统及稳定精馏塔塔压的方法和装置
技术领域
本发明涉及精馏塔技术领域，尤其涉及一种精馏塔系统及稳定精馏塔塔压的方法和装置。
背景技术
在精馏塔的自动控制中，保持塔压恒定是稳定操作的条件。这主要是由于塔压会影响以下两方面，一是压力的变化将引起塔内气相流量和塔顶上汽液平衡条件的变化，导致塔内物料平衡的变化。二是由于混合组分的沸点和压力间存在一定的关系，而塔板的温度间接反映了物料的成分。因此，压力恒定是保证物料平衡和产品质量的先决条件。在改良西门子法生产多晶硅过程中，因对高纯三氯氢硅质量的要求极为苛刻，精馏工序的塔压控制尤为重要。目前多晶硅生产领域精馏塔基本都是加压精馏，塔压控制大多采用分程控制方式，通过补压、泄压调节阀控制塔压在一定范围内波动。
上述现有的精馏塔塔压控制方式塔压波动范围较大，一般在设定值加减5KPa范围甚至更大，塔压波动过大，就会破坏全塔的物料平衡和气液平衡，影响精馏塔内气液传质传热效果，进而可能会对精馏塔产品质量造成影响。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种稳定精馏塔塔压的方法及装置，主要目的是减小精馏塔塔压在生产运行中波动范围。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种稳定精馏塔塔压的装置，包括检测精馏塔顶压的顶压传感器、压力控制中心、设有补压阀的补气管道和设有泄压阀的泄压管道，所述压力控制中心接收顶压传感器检测到的精馏塔顶压，当精馏塔顶压超出设定的泄压阈值时，压力控制中心控制泄压阀开启进行泄压，当精馏塔顶压低于设定的补压阈值时，压力控制中心控制补压阀开启进行补压，其中，所述补压阀并联有补压支路，所述补压支路上设有阀门和流量计，所述补压支路持续向精馏塔内补充氮气使精馏塔内的塔压维持在泄压阈值上下1KPa内。
作为优选，所述流量计为转子流量计。
作为优选，所述补压支路补充的氮气的流量折合标准状态为3-5立方米/小时。
另一方面，本发明实施例提供了一种稳定精馏塔塔压的方法，在现有的补气管道上设有补压支路，所述补压支路与补气管道上的补压阀并联，所述补压支路持续向精馏塔内补充氮气使精馏塔内的塔压维持在泄压阈值上下1KPa内。
作为优选，所述补压支路上设有阀门和流量计。
作为优选，所述流量计为转子流量计。
作为优选，所述补压支路补充的氮气的流量为3-5标方/小时。
另一方面，本发明实施例提供了一种精馏塔系统，包括精馏塔和塔压稳定机构，所述塔压稳定机构为上述实施例的稳定精馏塔塔压的装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明实施例通过增加小流量氮气持续补压装置持续给塔进行补压，使精馏塔塔压长期维持在设定的泄压阈值附近，通过泄压阀的泄压频率和开度大小维持塔压稳定在泄压阈值上下1KPa的浮动范围，能抵抗外部因素(热剂量减少、冷量增加等)对塔压的干扰。该发明大大降低塔压波动范围，为精馏塔参数精细化控制提供基础。
附图说明
图1为本发明实施例的精馏塔系统的结构示意图。
图2是本发明实施例的精馏塔系统热剂量波动时运行塔压曲线。
图3是现有的精馏塔系统热剂量波动时运行塔压曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
参见图1，稳定精馏塔塔压的装置，包括检测精馏塔顶压的顶压传感器5、压力控制中心9、设有补压阀7的补气管道13和设有泄压阀6的泄压管道12，压力控制中心9接收顶压传感器5检测到的精馏塔顶压，当精馏塔顶压超出设定的泄压阈值时，压力控制中心控制泄压阀6开启进行泄压，当精馏塔顶压低于设定的补压阈值时，压力控制中心控制补压阀7开启进行补压，其中，补压阀7并联有补压支路10，补压支路10上设有阀门11和流量计8，补压支路10持续向精馏塔1内补充氮气使精馏塔1内的塔压维持在泄压阈值上下1KPa内。本实施例中流量计8采用转子流量计。通过控制阀门11的开度使补压支路补充的氮气的流量折合标准状态为3-5立方米/小时。
实施例2
参见图1，精馏塔系统，包括精馏塔1、循环水一级冷凝器2、乙二醇二级冷凝器3、回流罐4、检测精馏塔顶压的顶压传感器5、压力控制中心9、设有补压阀7的补气管道和设有泄压阀6的泄压管道，压力控制中心接收顶压传感器5检测到的精馏塔顶压，当精馏塔顶压超出设定的泄压阈值时，压力控制中心控制泄压阀6开启进行泄压，当精馏塔顶压低于设定的补压阈值时，压力控制中心控制补压阀7开启进行补压。补压阀7并联有补压支路10，补压支路10上设有阀门11和流量计8，补压支路10持续向精馏塔1内补充氮气使精馏塔1内的塔压维持在泄压阈值上下1KPa内。本实施例中流量计8采用转子流量计。通过控制阀门11的开度使补压支路补充的氮气的流量折合标准状态为3-5立方米/小时。
以现有的精馏塔系统为对比例，对比例与实施例2不同仅在于没有实施例2中的补压支路。假设在0(min)至T1(min)时间段内因热剂量突然减少或冷量突然增加波动导致精馏塔塔顶压力波动。精馏塔的塔顶压力设定值100KPa，补压阈值设定为95KPa，泄压阈值设定为105KPa。精馏塔内压力在95KPa至105KPa之间补压阀和泄压阀均不动作，压力超出105KPa时泄压阀6开启泄压，压力低于95KPa时补压阀7开启补压，保证压力在95至105KPa之间。图3是对比例的精馏塔系统热剂量波动时运行塔压曲线，图2是本发明实施例2的精馏塔系统热剂量波动时运行塔压曲线。通过图2和图3对比可以看出，因本发明实施例通过补压支路小流量氮气一直在补压，精馏塔内的压力维持在泄压阈值附近，持续的小流量补压与泄压实现动态平衡，外部因素干扰时，本发明实施例的精馏塔内能维持塔压仍保持在泄压阈值左右，塔压波动区间明显降低，有利于塔压的精确控制。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.稳定精馏塔塔压的装置，包括检测精馏塔顶压的顶压传感器、压力控制中心、设有补压阀的补气管道和设有泄压阀的泄压管道，所述压力控制中心接收顶压传感器检测到的精馏塔顶压，当精馏塔顶压超出设定的泄压阈值时，压力控制中心控制泄压阀开启进行泄压，当精馏塔顶压低于设定的补压阈值时，压力控制中心控制补压阀开启进行补压，其特征在于，其中，所述补压阀并联有补压支路，所述补压支路上设有阀门和流量计，所述补压支路持续向精馏塔内补充氮气使精馏塔内的塔压维持在泄压阈值上下1KPa内。
2.根据权利要求1所述的稳定精馏塔塔压的装置，其特征在于，所述流量计为转子流量计。
3.根据权利要求1所述的稳定精馏塔塔压的装置，其特征在于，所述补压支路补充的氮气的流量折合标准状态为3-5立方米/小时。
4.稳定精馏塔塔压的方法，在精馏塔的补气管道上设置补压支路，所述补压支路与补气管道上的补压阀并联，所述补压支路持续向精馏塔内补充氮气使精馏塔内的塔压维持在泄压阈值上下1KPa内。
5.根据权利要求4所述的稳定精馏塔塔压的方法，其特征在于，所述补压支路上设有阀门和流量计。
6.根据权利要求5所述的稳定精馏塔塔压的方法，其特征在于，所述流量计为转子流量计。
7.根据权利要求4所述的稳定精馏塔塔压的方法，其特征在于，所述补压支路补充的氮气的流量为3-5标方/小时。
8.精馏塔系统，包括精馏塔和塔压稳定机构，其特征在于，所述塔压稳定机构为权利要求1所述的稳定精馏塔塔压的装置。
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