CN1060966C - 分馏萃取流程的自动控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分馏萃取流程的自动控制方法及其装置，其以反馈控制为核心，以料液前馈控制和在线优化控制为辅助，通过对料液、萃取剂、洗涤剂流量的控制，同时保证了萃取组分的纯度和收率。

Description

分馏萃取流程的自动控制方法及其装置

本发明涉及一种分馏萃取流程的自动控制方法及其装置，特别是一种利用反馈控制系统的自动控制方法及其装置。

分馏萃取属于溶剂萃取技术，广泛用于稀上及锕系金属元素的分离和提纯。在分馏萃取过程中，产品的纯度和收率是两项重要指标，要使易萃组分产品和难萃组分产品同时达到很高的纯度和近100％的收率，对分馏萃取流程的运行条件要求十分苛刻，例如在要保证两种产品的纯度都不低于99．99％时，至少要有一种流入流程的液体流量精度优于0．01％；在用于高纯度产品分离提纯时，一般为保证流程某一端出口处的纯度，又不得不降低流程另一端出口处的纯度，这样同时还降低产品的收率。徐光宪等人自1976年以来提出串级萃取理论(参见徐光宪、袁承业等著：《稀土的溶剂萃取》，科学出版社，1987年9月出版)，该理论已在稀土萃取分离中得到应用，1985年徐光宪等人明确地提出恒定混合萃取比体系的分馏萃取流程的数学模型(“串级萃取理论的进展及其在稀土工艺中的应用”，《稀土》，1985，1)，但是用于分馏萃取流程生产中的自动控制方法尚未解决。

本发明的目的是提出一种用于分馏萃取流程的自动控制方法及其装置，当生产处于存在扰动和随机误差的条件下，能保证分馏萃取流程两端出口处的易萃组分产品和难萃组分产品二者的纯度同时保持稳定在尽可能高的数值上，并且也使这两种产品都有足够高的收率。

本发明提供了一种分馏萃取流程的自动控制方法及其装置，分馏萃取流程包括萃取器或苯取塔，料液、苯取剂、洗涤剂流量的相应控制机构，位于流程两端的易萃取组分和难萃取组分的流出口，本发明的自动控制方法的特征是；

(A)选取分馏萃取流程中特定级数处的萃取器或萃取塔的特定位置作为控制成份检测点；

(B)采用反馈控制系统，或反馈控制系统与料液前馈控制系统的组合，或反馈控制系统与在线优化控制系统的组合，或反馈控制系统、料液前馈控制系统和在线优化系统三者的组合为自动控制系统，通过控制料液、萃取剂、洗涤剂中的一种或几种的流量，将控制成份检测点处的液体(水相或／和有机相)中的组分分布控制在设计给定的范围内，或将关于控制成份检测点处的组分分布的一个函数的值稳定在设定的值附近。

当生产处于存在扰动和随机误差的条件下，这一自动控制系统能保证分馏萃取流程两端出口处的易萃组分产品和难萃组分产品二者的纯度同时保持稳定在尽可能高的数值上，并且也使这两种产品都有足够高的收率。

本发明涉及三种分馏萃取流程的控制方法：反馈控制、料液前馈控制、在线优化控制，具体操作时以反馈控制为核心，另二种方法可以进一步改善控制效果。对分馏萃取流程只采用反馈控制而省去料液前馈控制和在线优化控制，可以简化控制系统及减少投资，但仍能取得相当满意的控制效果，而三种方法联合使用可以达到最佳控制效果，各种控制方法最好通过计算机控制系统实现。

反馈控制系统包括控制成份检测点、控制成份分析器、流量反馈控制器和流量调节执行机构几部分，流量反馈控制器由洗涤剂流量反馈控制器或／和萃取剂流量反馈控制器或／和料液流量反馈控制器组成，流量调节执行机构包括洗涤剂流量调节执行机构、萃取剂流量调节执行机构和料液流量调节执行机构中的一种或几种，它们分别控制洗涤剂、萃取剂和料液的流量，各种流量反馈控制器分别控制相应的流量调节执行机构。

反馈控制系统首先根据给定的分馏萃取流程工艺设计参数，利用计算机仿真程序，选出此流程中的一适当级数处的萃取器或萃取塔的相应位置，作为控制成份检测点，并且确定出能同时保证易萃组分产品和难萃组分产品的纯度满足生产要求时此检测点处的组分分布正常范围，然后该控制系统通过如下步骤来实现对分馏萃取流程的自动控制：

(A)利用控制成份分析器对控制成份检测点处的液体(水相或／和有机相)进行分析测定，将测定数据输入到流量反馈控制器；

(B)根据对控制成份检测点处液体组分的控制要求，流量反馈控制器对输入数据进行计算，算出料液、萃取剂、洗涤剂中一种或几种的流量控制值；

(C)流量反馈控制器根据(B)步聚中的运算结果，分别通过料液流量反馈控制器、萃取剂流量反馈控制器、洗涤剂流量反馈控制器对相应的流量调节执行机构进行控制操作，控制相应的料液、萃取剂、洗涤剂的流量，使控制成分检测点处的液体组分分布符合预定要求。

控制成份分析器一般分析控制成份检测点处的水相溶液成份，检测和控制指标一般可以选用全部难萃取或易萃取组分纯度(摩尔分数)的总和。

分馏萃取流程的反馈控制目标是将控制成份检测点处的组分分布稳定在给定的正常范围之内，或将关于控制成份检测点处的组分分布的一个函数的值稳定在设定值附近，据此设计出适当的流量反馈控制器的构成及相应参数。为简化流量反馈控制器的设计，反馈控制的组分检测和控制指标可以用关于控制成份检测点处的组分分布的一个函数的值取代各个组分的数值，反馈控制目标相应改为将此函数值稳定在一相应设定值附近，作为特例，上述函数可以是关于控制成份检测点处各组分纯度的一个线性组合。在实际工程应用中，还可以进一步简化为以控制成份检测点处的全部难萃(或全部易萃)组分纯度总和作为检测和控制指标，将其稳定在一相应的设定值附近，此设定值通常可取为0．5。

分馏萃取流程的料液前馈控制可以进一步减小料液中各组分分布变化或／和料液浓度变化或／和料液流量变化而形成的扰动的影响，稳定生产工况，料液前馈控制的调节规则为以下两条：第一，为保证分馏萃取流程的运行工况平稳过度，应保持料液中易萃组分(水相进料时)或难萃组分(有机相进料时)的流入量(料液流量乘以易萃或难萃组分浓度)不发生快速变化；第二，当料液中各组分分布变化后，在满足前一规则的条件下，调整料液或／和洗涤剂或／和萃取剂的流量，使料液中全部组分(诸易萃组分和诸难萃组分的总和)的流入量逐渐趋向相应的工艺设计给定值或在线优化给定器的给定值，从而对流程中特定位置处液体组分施加控制，料液前馈控制系统包括料液成份分析器、料液流量检测器、料液流量前馈控制器和料液、萃取剂及洗涤剂流量调节执行机构中的一种或／和几种，其运行过程是使用料液成份分析器对流入分馏萃取流程的料液(水相或有机相)中的各组分浓度进行分析检测，使用料液流量检测器检测料液的当前流量；料液流量前馈控制器根据料液中的各组分浓度数据计算出相应的各液体的流量，操作料液流量调节执行机构以及洗涤剂流量调节执行机构或／和萃取剂流量调节执行机构调整料液或／和洗涤剂或／和萃取剂的流量，使之满足以上的两条调节规则，或仅满足第一条调节规则。

为简化自动控制程序，当所采用的自动控制系统中含有料液前馈控制系统时，反馈控制系统中可以不包括料液流量反馈控制器，而且料液前馈控制系统也可以仅控制料液的流入量。

在分流萃取流程运行中采用的在线优化控制可以进一步改善分馏萃取流程运行的工况，并且提高经济效益，在线优化系统包括料液成份分析器、料液流量检测器、在线优化给定器，在线优化给定器由洗涤剂在线优化给定器和／或萃取剂在线优化给定器和／或料液在线优化给定器组成，该控制以使用计算机实现为宜，在分馏萃取流程中，对应不同的最优指标，例如试剂(萃取剂和洗涤剂)消耗与产品的比值最小，或者流程生产产量最大，或者其它生产经济指标，流程的各个运行参数之间存在不同的对应最优关系，当料液中的组分和／或流量发生变化后，用料液成份分析器分析检测料液中的组分浓度数据，用料液流量检测器检测料液的流量数据，按照选定的最优关系，由在线优化给定器在线计算出此时最优的料液、萃取剂、洗涤剂的流量，作为工作给定值去控制分馏萃取流程的运行，使流程在新的最优工况下运行，在线优化给定器的实现算法，可以采用公式(函数表达式)在线计算，也可以对已获得的最优工况数据资料在线查找及插值计算，或者把上述两种方法结合使用，当分馏萃取流程中采用流量反馈控制器和／或料液流量前馈控制器时，将在线优化给定器计算出的各最优流量给定值输入到对应的控制器中，以进一步改善流程的控制效果，特别是在采用反馈控制系统的分馏萃取流程中，当料液的组分和／或流量变化后，采用在线优化给定器及时将满足选定最优关系的洗涤剂或／和萃取剂或／和料液的最优工作给定值输入到流量反馈控制器中，这样作可以显著地改善控制品质。

在线优化控制系统是通过如下步骤实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)料液成份分析器和料液流量检测器分别对流入分馏萃取流程中的料液的各组分浓度和流量进行测定，并将数据输入在线优化给定器；

(B)依照选定的最优关系，在线优化给定器在线计算出料液、萃取剂、洗涤剂中的一种或几种物质的最优流入量数值，并将做为工作给定值；

(C)用(B)步骤的工作给定值，来控制料液、萃取剂或洗涤剂的流入量，具体控制方法如下：

(ⅰ)当反馈控制系统或前馈控制系统中含有与在线优化控制系统的一种或几种工作给定值相对应的流量控制器时，将相应的工作给定值输入到流量反馈控制器或料液前馈控制器中，与反馈控制系统或料液前馈控制系统的测定值一同进行运算，依据运算结果来调节相应的料液、萃取剂或洗涤剂的流入量；

(ⅱ)当反馈控制系统或前馈控制系统中不含有与在线优化控制系统的工作给定值相对应的流量控制器时，将相应的工作给定值输入到相应的在线优化给定器，通过相应的流量控制机构将料液、萃取剂或洗涤剂的流入量控制为相应的工作给定值。

根据上述分馏萃取流程的自动控制方法，本发明提供了一种分馏萃取流程的自动控制装置，其是反馈控制装置，或反馈控制装置与料液前馈控制装置的组合，或反馈控制装置与在线优化控制装置的组合，或反馈控制装置、料液前馈控制装置和在线优化装置三者的组合，将控制成份检测点设定在萃取器的特定级数处或萃取塔的特定位置处，该自动控制装置的另一端与流量控制机构中的一种或几种相连，控制相应料液、萃取剂、洗涤剂的流入量，使控制成份检测点处的液体(水相或／和有机相)中的组分分布控制在设计给定的范围内，或将关于控制成份检测点处的组分分布的一个函数的值稳定在设定值附近。

上述的反馈控制装置包括控制成份检测点、控制成份分析器和流量反馈控制器，流量反馈控制器包括料液流量反馈控制器、萃取剂流量反馈控制器、洗涤剂流量反馈控制器中的一种或几种，该控制装置是这样实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)利用控制成份分析器对控制成份检测点处的液体(水相或／和有机相)进行分析测定，将测定数据输入到流量反馈控制器；

(B)根据对控制成份检测点处液体组分的控制要求，流量反馈控制器对输入数据进行计算，算出料液、萃取剂、洗涤剂中一种或几种的流量控制值；

(C)流量反馈控制器根据(B)步聚中的运算结果，分别通过料液流量反馈控制器、萃取剂流量反馈控制器、洗涤剂流量反馈控制器对相应的流量调节执行机构进行控制操作，控制相应的料液、萃取剂、洗涤剂的流量，使控制成分检测点处的液体组分分布符合预定要求。

料液前馈控制装置包括料液成份分析器、料液流量检测器、料液流量前馈控制器和料液流量调节执行机构，流量调节执行机构包括洗涤剂流量调节执行机构、料液流量调节执行机构和萃取剂流量调节执行机构中的一种或几种，料液流量前馈控制器可以对它们进行控制，从而分别控制洗涤剂、料液和萃取剂的流量。

为简化自动控制装置，当所采用的自动控制装置中含有料液前馈控制装置时，反馈控制装置中可以不包括料液流量反馈控制器，而料液流量控制装置也可以只控制料液的流量。

上述的在线优化装置包括料液成份分析器、料液流量检测器和在线优化给定器，该在线优化控制装置是这样实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)料液成份分析器和料液流量检测器分别对流入分馏萃取流程中的料液的各组分浓度和流量进行测定，并将数据输入在线优化给定器；

(B)依照选定的最优关系，在线优化给定器在线计算出料液、萃取剂、洗涤剂中的一种或几中物质的最优流入量数值，并将做为工作给定值；

(C)用(B)步骤的工作给定值，来控制料液、萃取剂或洗涤剂的流入量，具体控制方法如下：

(ⅰ)当反馈控制装置或前馈控制装置中含有与在线优化控制装置的一种或几种工作给定值相对应的流量控制器时，将相应的工作给定值输入到流量反馈控制器或料液前馈控制器中，与反馈控制系统或料液前馈控制系统的测定值一同进行运算，依据运算结果来调节相应的料液、萃取剂或洗涤剂的流入量；

(ⅱ)当反馈控制系统或前馈控制装置中不含有与在线优化控制装置的工作给定值相对应的流量控制器时，将相应的工作给定值输入到相应的在线优化给定器，通过相应的流量控制机构将料液、萃取剂或洗涤剂的流入量控制为相应的工作给定值。

下面通过附图进一步说明本发明：

图1为本发明的分馏萃取流程示意图；

图2为分馏萃取流程反馈控制结构框图；

图3为分馏萃取流程前馈控制结构框图；

图4为分馏萃取流程在线优化控制结构框图；

图5为分馏萃取流程控制(实施举例)结构框图。

如图1所示，分馏萃取流程包括萃取器或萃取塔，料液1、萃取剂2和洗涤剂3的流量控制机构6、7、8，位于流程两端的易萃取组分4和难萃取组分5。

如图2所示，本发明的分馏萃取流程中选取特定级数处的萃取器或萃取塔的特定位置作为控制成份检测点9，以反馈控制系统的核心，按如上控制方法中所述通过控制料液1、萃取剂2和洗涤剂3的流量对控制成份检测点9处的液体中的组分加以控制，反馈控制系统中包括控制成份检测点9、控制成份分析器10、流量反馈控制器11和流量调节机构6、7和8中的一种或几种，流量反馈控制器11包括料液流量反馈控制器16、洗涤剂流量反馈控制器17、洗涤剂流量反馈控制器18中的一种或几种，由它们分别控制相应的流量调节机构，该控制系统及其装置是通过如下步骤来实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)利用控制成份分析器10对控制成份检测点9处的液体(水相或／和有机相)进行分析测定，将测定数据输入到流量反馈控制器11；

(B)根据对控制成份检测点9处液体组分的控制要求，流量反馈控制器11对输入数据进行计算，算出料液1、萃取剂2、洗涤剂3中一种或几种的流量控制值；

(C)流量反馈控制器11根据(B)步聚中的运算结果，分别通过料液流量反馈控制器16、萃取剂流量反馈控制器17、洗涤剂流量反馈控制器18对相应的流量调节执行机构6、7、8进行控制操作，控制相应的料液1、萃取剂2、洗涤剂3的流量，使控制成份检测点处的液体组分分布符合预定要求。

在线优化控制系统及其装置还可以通过在线优化给定器15对反馈控制系统及装置进行进一步完善，以使萃取组分的纯度、收率更高。

如图3所示，料液前馈控制系统及其装置也是对分馏流程中特定位置处液体组分施加控制，其包括料液成份分析器12、料液流量检测器13、料液流量前馈控制器14和液体流量调节执行机构6、7、8，该控制系统及装置的运行过程是：料液成份分析器12对流入分馏萃取流程的料液中各组分浓度进行分析检测，料液流量检测器13检测料液的当前流量，上述两数据分别输入给料液流量前馈控制器14，由它计算出料液1、萃取剂2、洗涤剂3中的一种或几种液体流量，分别控制相应的流量调节机构以控制其流量。

在线优化系统或装置中的在线优化给定器15可以进一步完善效果，具体过程为：料液成份分析器12、料液流量检测器13将检测数据同时输入给在线优化给定器15，在线优化给定器15将相应的计算结果再输入料液流量前馈控制器14，并通过它对料液1、萃取剂2、洗涤剂3的流量进行控制。

如图5所示，在线优化控制系统及装置包括料液成份分析器12、料液流量检测器13、在线优化给定器15，在线优化给定器15由洗涤剂在线优化给定器21和／或萃取剂在线优化给定器20和／或料液在线优化给定器19组成，该系统及其装置是通过如下步骤来实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)料液成份分析器12和料液流量检测器13分别对流入分馏萃取流程中的料液的各组分浓度和流量进行测定，并将数据输入在线优化给定器15；

(B)依照选定的最优关系，在线优化给定器15在线计算出料液1、萃取剂2、洗涤剂3中的一种或几中物质的最优流入量数值，并将做为工作给定值；

(C)用(B)步骤的工作给定值，来控制料液1、萃取剂2或洗涤剂3的流入量，具体控制方法如上：

(ⅰ)当反馈控制装置或前馈控制装置中含有与在线优化控制装置的一种或几种工作给定值相对应的流量控制器16、17、18或14时，将相应的工作给定值输入到流量反馈控制器11或料液前馈控制器14中，与反馈控制系统或料液前馈控制系统的测定值一同进行运算，依据运算结果来调节相应的料液1、萃取剂2或洗涤剂3的流入量；

(ⅱ)当反馈控制系统或前馈控制装置中不含有与在线优化控制装置的工作给定值相对应的流量控制器时16、17、18或14，将相应的工作给定值输入到相应的在线优化给定器19、20或21，通过相应的流量控制机构6、7或8将料液1、萃取剂2或洗涤剂3的流入量控制为相应的工作给定值。

如图5所示，本图为本发明实施例的控制系统或装置结构图，此时的自动控制系统由反馈控制系统、料液前馈控制系统和在线优化控制系统组成；其中反馈控制系统包括控制成份检测点9、控制成份分析器10和流量反馈控制器11，流量反馈控制器11中仅含洗涤剂流量反馈控制器18，流量调节器22仅调节洗涤剂3的流量；料液前馈控制系统包括料液成份分析器12、料液流量检测器13和料液流量前馈控制器14，该系统仅控制料液1的流量：在线优化控制系统包括料液成份分析器12、料液流量检测器13和在线优化给定器15，在线优化给定器15中仅含有萃取在线优化给定器20和洗涤剂在线优化给定器21。

该自动控制系统是通过如下方法来实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)料液成份分析器12和料液流量检测器13分别对料液的成分和流量进行测定，并将数据输入给料液流量前馈控制器14、在线优化给定器15和流量反馈控制器11；

(B)料液流量前馈控制器14根据所输入的数据，计算出料液1的流量数值，并通过料液流量调节机构6控制料液1的流入量；

(C)(ⅰ)在线优化给定器15依照选定的最优关系，在线计算出萃取剂2和洗涤剂3的最优流量数值，将其做为工作给定值，并分别输入到萃取剂在线优化给定器20和流量反馈控制器11；

(ⅱ)萃取剂在线优化给定器20通过萃取剂流量控制机构7将萃取剂2的流量控制为萃取剂的工作给定值；

(D)(ⅰ)控制成份分析器10对控制成份检测点9处的液体进行分析测定，将测定数据输入到流量反馈控制器11；

(ⅱ)根据对控制成份检测点9处液体组分的控制要求，控制流量反馈控制器11对输入数据进行运算，算出洗涤剂3的流入量数据，并通过洗涤剂流量反馈控制器18控制洗涤流量调节机构8，来控制洗涤剂3的流入量。

本发明提出的分馏萃取流程的自动控制方法及其装置具有以下优点：

1．自动控制系统及其装置能保证分馏萃取流程两端出口处的易萃组分产品和难萃取组分产品的纯度同时稳定地达到或超过足够高的指标，使得在一个分馏萃取流程中能同时获得两种高纯度产品，同时也使得高纯度产品有足够高的收率：

2．自动控制系统及其装置的稳定性好，抗扰动能力强，不需要使用高精度的检测仪表和执行机构，例如对于稀土元素分离提纯的分馏萃取流程，在较低的流量调节精度(±5％)、溶液浓度(或皂化度)配制精度(±5％)和成份分析精度(±10％)条件下，当流程工艺参数设计合理且采用本发明提出的自动控制方法后，分馏萃取流程两端出口处产品的纯度可以同时稳定地达到或超过99．99％(只计算稀土元素)，两种产品的收率也都优于99．99％(不计入其它损失)；

3．使用本发明的自动控制方法及其装置后，分馏萃取流程不再需要用大量的富裕级数保证产品的纯度，故可以充分发挥设备生产能力，减少投资，降低消耗。

下面结合实施例进一步说明本发明：

实例：

本实施例用于稀土元素分离提纯的分馏萃取流程的自动控制，生产工艺采用恒定混合萃取比体系，萃取器为混合澄清器，水相进料，料液1、萃取剂2、洗涤剂W3的流量分别由流量调节机构(如流量给定器、调节阀等)VF6、VS7、VW8进行控制，易萃组分产品F′A4和难萃组分产品F′B5则分别从流程的两端出口处流出，分馏萃取流程的控制成份检测点9选取在洗涤段适当级数处，由控制成份分析器10分析其中水相溶液，组分检测和控制指标选取为全部难萃组分纯度的总和，流量反馈控制器11仅含洗涤剂流量反馈控制器18，用于控制洗涤剂3的流量，由三部分组成：检测指标偏差计算、流量调节器22、洗涤剂综合流量计算，记y为组分检测指标值，r为反馈控制设定值，其偏差e=r-y，流量调节器22采用PI调节器，对偏差e进行比例积分运算，给出洗涤剂流量应采取的调节值△W，将此值与洗涤剂工作给定值W0相加，送到洗涤剂流量调节机构VW8，对洗涤剂W3的流量进行控制调节，料液F1中的组分数据由料液成份分析器12对料液进行分析得出，料液流量前馈控制器14根据料液的组分数据按给定的算法给出料液的每一时刻的流量，由料液流量调节机构VW6完成料液F1的流量调节，本例中在线优化给定器15由洗涤剂在线优化给定器21给出洗涤剂W3的流量工作给定值W0，送到流量反馈控制器11，萃取剂S2的流量S0由萃取剂在线优化给定器20给出，在料液F1的组分有较大变化时进行相应调整，由萃取剂流量调节机构VS7进行调节稳定，记料液的每一时刻的实际流量为F1，其中易萃组分的摩尔分数为fA，本例中的洗涤剂流量在线优化最优关系式为W0=S0-F1·fA。

实施例中所用的有关数据如下：用P204-HClO₄对中重稀土进行Gd／Tb分组，其中Sm、Eu、Gd为难萃组分，Tb、Dy、IIo、Y(Y以及Er、Tm、Yb、Lu的总和)为易萃组分，使用数据取自王星堂、虞顺众编著的《基础稀土化学》(新疆大学出版社1989年6月出版)，在本例中易萃组分分数为0．3691，难萃组分分数为0．6309，分馏萃取流程由混合澄清器组成，共27级，萃取剂S入口为第1级，洗涤剂W入口为27级，料液F为水相，在第12级进料，令归一化料液流量为1，0000，则可选归一化萃取剂流量为0．5600，洗涤剂流量为0．1909，控制成份检测点9选在第15级，分析其中水相溶液，反馈控制的组分检测和控制指标为全部难萃组分纯度的总和，反馈控制设定值取为0．5000，洗涤剂3的流量由流量反馈控制器11控制，其中PI调节器中的比例系数为0．1000，积分时间常数为4000分钟，计算机仿真数据表明，在流量调节及溶液浓度(或皂化度)的综合误差达到±20％、成份分析误差达到±25％的条件下，这时分馏萃取流程两端出口处产品的纯度可以同时稳定地达到或超过99．99％(只计算稀土元素)，两种产品的收率也都优于99．99％(不计入其它损失)。

Claims (10)

1．一种分馏萃取流程的自动控制方法，分馏萃取流程包括萃取器或萃取塔，料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)流量的控制机构(6、7、8)和萃取组分的流出口(4、5)，该自动控制方法的特征是：

(A)选取分馏萃取流程中特定级数处的萃取器或萃取塔的特定位置作为控制成份检测点(9)；

(B)采用反馈控制系统，或反馈控制系统与料液前馈控制系统的组合，或反馈控制系统与在线优化控制系统的组合，或反馈控制系统、料液前馈控制系统和在线优化控制系统三者的组合为自动控制系统，通过控制料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)中的一种或几种的流量，将控制成份检测点(9)处的液体(水相或／和有机相)中的组分分布控制在设计给定的范围内，或将关于控制成份检测点(9)处的组分分布的一个函数的值稳定在设定值附近。

2．如权利要求1所述的自动控制方法，其特征是反馈控制系统包括控制成份检测点(9)、控制成份分析器(10)和流量反馈控制器(11)，流量反馈控制器(11)包括料液流量反馈控制器(16)、萃取剂流量反馈控制器(17)、洗涤剂流量反馈控制器(18)中的一种或几种，该控制系统是通过如下步骤来实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)利用控制成份分析器(10)对控制成份检测点(9)处的液体(水相或／和有机相)进行分析测定，将测定数据输入到流量反馈控制器(11)：

(B)根据对控制成份检测点(9)处液体组分的控制要求，流量反馈控制器(11)对输入数据进行计算，算出料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)中一种或几种的流量控制值；

(C)流量反馈控制器(11)根据(B)步骤中的运算结果，分别通过料液流量反馈控制器(16)、萃取剂流量反馈控制器(17)、洗涤剂流量反馈控制器(18)对相应的流量调节机构(6、7、8)进行控制操作，控制相应的料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)的流量，使控制成份检测点(9)处的液体组分分布符合预定要求。

3．如权利要求2所述的自动控制方法，其特征是当所采用的自动控制系统中含有料液前馈控制系统时，反馈控制系统中不包括料液流量反馈控制器(16)，而且料液前馈控制系统仅控制料液(1)的流入量。

4．如权利要求1所述的自动控制方法，其特征是在线优化控制系统包括料液成份分析器(12)、料液流量检测器(13)和在线优化给定器(15)，线优化给定器(15)包括液料线优化给定器(19)、萃取剂线优化给定器(20)、洗涤剂线优化给定器(21)中的一种或几种：该控制系统是通过如下步骤来实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)料液成份分析器(12)和料液流量检测器(13)分别对流入分馏萃取流程中的料液的各组分浓度和流量进行测定，并将数据输入在线优化给定器(15)；

(B)依照选定的最优关系，在线优化给定器(15)在线计算出料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)中的一种或几种物质的最优流入量数值，并将其做为工作给定值；

(C)用(B)步骤的工作给定值，来控制料液(1)、萃取剂(2)或洗涤剂(3)的流入量，具体控制方法如下：

(ⅰ)当反馈控制系统或前馈控制系统中含有与在线优化控制系统的一种或几种工作给定值相对应的流量控制器(16、17、18或14)时，将相应的工作给定值输入到流量反馈控制器(11)或料液流量前馈控制器(14)中，与反馈控制系统或料液前馈控制系统的测定值一同进行运算，依据运算结果来调节相应的料液(1)、萃取剂(2)或洗涤剂(3)的流入量；

(ⅱ)当反馈控制系统或前馈控制系统中不含有与在线优化控制系统的工作给定值相对应的流量控制器(16、17、18或14)时，将相应的工作给定值输入到相应的在线优化给定器(19、20或21)，通过相应的流量控制机构(6、7或8)将料液(1)、萃取剂(2)或洗涤剂(3)的流入量控制为相应的工作给定值。

5．如权利要求1所述的自动控制方法，其特征是自动控制系统由反馈控制系统、料液前馈控制系统和在线优化控制系统组成；其中反馈控制系统包括控制成份检测点(9)、控制成份分析器(10)和流量反馈控制器(11)，流量反馈控制器(11)中仅含洗涤剂流量反馈控制器(18)；料液前馈控制系统包括料液成份分析器(12)、料液流量检测器(13)和料液流量前馈控制器(14)，该系统仅控制料液(1)的流量：在线优化控制系统包括料液成份分析器(12)、料液流量检测器(13)和在线优化给定器(15)，在线优化给定器(15)中仅含有萃取剂在线优化给定器(20)和洗涤剂在线优化给定器(21)；

该自动控制系统是通过如下方法来实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)料液成份分析器(12)和料液流量检测器(13)分别对料液的成份和流量进行测定，并将数据输入给料液流量前馈控制器(14)和在线优化给定器(15)；

(B)料液流量前馈控制器(14)根据所输入的数据，计算出料液(1)的流量数值，并通过料液流量调节机构(6)控制料液(1)的流入量；

(C)(ⅰ)在线优化给定器(15)依照选定的最优关系，在线计算出萃取剂(2)和洗涤剂(3)的最优流量数值，将其做为工作给定值，并分别输入到萃取剂在线优化给定器(20)和流量反馈控制器(11)：

(ⅱ)萃取剂在线优化给定器(20)通过萃取剂流量控制机构(7)将萃取剂(2)的流量控制为萃取剂的工作给定值；

(D)(ⅰ)控制成份分析器(10)对控制成份检测点(9)处的液体进行分析测定，将测定数据输入到流量反馈控制器(11)；

(ⅱ)根据对控制成份检测点(9)处液体组分的控制要求，流量反馈控制器(11)对输入数据进行运算，算出洗涤剂(3)的流入量数据，并通过洗涤剂流量反馈控制器(18)控制洗涤剂流量调节机构(8)，来控制洗涤剂(3)的流入量。

6．一种分馏萃取流程的自动控制装置，分馏萃取流程中包括萃取器或萃取塔，料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)的流量控制机构(6、7、8)和萃取组分的流出口(4、5)，该自动控制装置的特征是：

(A)控制成份检测点(9)设定在萃取器的特定级数处或萃取塔的特定位置处，该自动控制装置的另一端与流量控制机构(6、7、8)中的一种或几种相连，控制相应料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)的流入量；

(B)该自动控制装置是反馈控制装置，或反馈控制装置与料液前馈控制装置的组合，或反馈控制装置与在线优化控制装置的组合，或反馈控制装置、料液前馈控制装置和在线优化控制装置三者的组合，该装置通过控制料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)中的一种或几种的流量，将控制成份检测点(9)处的液体(水相或／和有机相)中的组分分布控制在设计给定的范围内，或将关于控制成份检测点(9)处的组分分布的一个函数的值稳定在设定值附近。

7．如权利要求6所述的自动控制装置，其特征是反馈控制装置包括控制成份检测点(9)、控制成份分析器(10)和流量反馈控制器(11)，流量反馈控制器(11)包括料液流量反馈控制器(16)、萃取剂流量反馈控制器(17)、洗涤剂流量反馈控制器(18)中的一种或几种，该控制装置是这样实现对分馏萃取流程的自动控制的；

(A)利用控制成份分析器(10)对控制成份检测点(9)处的液体(水相或有机相)进行分析测定，将测定数据输入到流量反馈控制器(11)；

(B)根据对控制成份检测点(9)处液体组分的控制要求，流量反馈控制器(11)对输入数据进行计算，算出料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)中一种或几种的流量控制值；

(C)流量反馈控制器(11)根据(B)步骤中的运算结果，分别通过料液流量反馈控制器(16)、萃取剂流量反馈控制器(17)、洗涤剂流量反馈控制器(18)对相应的流量调节机构(6、7、8)进行控制操作，控制相应的料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)的流量，使控制成份检测点(9)处的液体组分分布符合预定要求。

8．如权利要求7所述的自动控制装置，其特征是当所采用的自动控制装置中含有料液前馈控制装置时，反馈控制装置中不包括料液流量反馈控制器(16)，料液流量控制装置只控制料液(1)的流量。

9．如权利要求6所述的自动控制装置，其特征是：在线优化控制装置包括料液成份分析器(12)、料液流量检测器(13)和在线优化给定器(15)，在线优化给定器(15)包括液料在线优化给定器(19)、萃取剂在线优化给定器(20)、洗涤剂在线优化给定器(21)中的一种或几种；该控制装置是这样实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)料液成份分析器(12)和料液流量检测器(13)分别对流入分馏萃取流程中的料液的各组分浓度和流量进行测定，并将数据输入在线优化给定器(15)；

(B)依照选定的最优关系，在线优化给定器(15)在线计算出料液(1)、萃取剂(2)、洗涤剂(3)中的一种或几种物质的最优流入量数值，并将其做为工作给定值；

(C)用(B)步骤的工作给定值，来控制料液(1)、萃取剂(2)或洗涤剂(3)的流量，具体控制方法如下：

(ⅰ)当反馈控制装置或前馈控制装置中含有与在线优化控制装置的一种或几种工作给定值相对应的流量控制器(16、17、18或14)时，将相应的工作给定值输入到流量反馈控制器(11)或料液流量前馈控制器(14)中，与反馈控制系统或料液前馈控制系统的测定值一同进行运算，依据运算结果来调节相应的料液(1)、萃取剂(2)、或洗涤剂(3)的流入量；

(ⅱ)当反馈控制系统或前馈控制装置中不含有与在线优化控制装置的工作给定值相对应的流量控制器(16、17、18或14)时，将相应的工作给定值输入到相应的在线优化给定器(19、20或21)，通过相应的流量控制机构(6、7或8)将料液(1)、萃取剂(2)或洗涤剂(3)的流入量控制为相应的工作给定值。

10．如权利要求6所述的自动控制装置，其特征是自动控制装置由反馈控制装置、料液前馈控制装置和在线优化控制装置组成；其中反馈控制装置包括控制成份检测点(9)、控制成份分析器(10)和流量反馈控制器(11)，流量反馈控制器(11)中仅含洗涤剂流量反馈控制器(18)；料液前馈控制装置包括料液成份分析器(12)、料液流量检测器(13)和料液流量前馈控制器(14)，该装置仅控制料液(1)的流量；在线优化控制装置包括料液成份分析器(12)、料液流量检测器(13)和在线优化给定器(15)，在线优化给定器(15)中仅含有萃取剂在线优化给定器(20)和洗涤剂在线优化给定器(21)；

该自动控制装置是这样实现对分馏萃取流程的自动控制的：

(A)料液成份分析器(12)和料液流量检测器(13)分别对料液的成份和流量进行测定，并将数据输入给料液流量前馈控制器(14)和在线优化给定器(15)；

(B)料液流量前馈控制器(14)根据所输入的数据，计算出料液(1)的流量数值，并通过料液流量调节机构(6)控制料液(1)的流入量；

(C)(ⅰ)在线优化给定器(15)依照选定的最优关系，在线计算出萃取剂(2)和洗涤剂(3)的最优流量数值，将其做为工作给定值，并分别输入到萃取剂在线优化给定器(20)和流量反馈控制器(11)；

(ⅱ)萃取剂在线优化给定器(20)通过萃取剂流量控制机构(7)将萃取剂(2)的流量控制为萃取剂的工作给定值；

(D)(ⅰ)控制成份分析器(10)对控制成份检测点(9)处的液体进行分析测定，将测定数据输入到流量反馈控制器(11)；

(ⅱ)根据对控制成份检测点(9)处液体组分的控制要求，流量反馈控制器(11)对输入数据进行运算，算出洗涤剂(3)的流入量数据，并通过洗涤剂流量反馈控制器(18)控制洗涤剂流量调节机构(8)，来控制洗涤剂(3)的流入量。

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