CN212090970U - Cf4精馏控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种CF4精馏控制系统，包括精馏塔，精馏塔一侧设有进料口，精馏塔另一侧设有回流口和蒸汽口，精馏塔顶部出口连通有冷凝器，冷凝器下方出口连接有回流罐，回流罐下方连接有调压室，调压室末端分别连接有回流口和塔顶收集釜，冷凝器设有气体排空口，精馏塔底部出口连接有塔底收集釜，精馏塔和塔底收集釜之间设有再沸器，精馏塔的蒸汽口与再沸器的出口连通。可迅速有效地克服进入副环的扰动，并可降低对调节阀特性的要求，可由静态特性分析来确定出物料平衡和能量平衡的变化范围，选择一个作为控制产品质量的手段，选择另一个保持流量恒定，进而控制整个精馏过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工生产技术领域，具体来说，涉及一种CF4精馏控制系统。
背景技术
四氟化碳是目前微电子工业中用量最大的等离子蚀刻气体，可广泛应用于硅、二氧化硅、氮化硅，磷硅玻璃及钨等薄膜材料的蚀刻，在电子器件表面清洗，太阳能电池的生产，激光技术、气相绝缘、低温制冷、泄漏检验剂、控制宇宙火箭姿态，印刷电路生产中的去污剂等方面也大量使用。由于四氟化碳的化学稳定性，四氟化碳可用于金属冶炼，例如：铜、不锈钢，碳钢、铝、蒙乃尔等；还可用于塑料行业；如：合成橡胶、氯丁橡胶、聚氨基甲酸乙酯。
精馏操作是利用混合液中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸汽压力互不相同这一物理性质，从而实现液体混合特的分离。精馏操作是在精馏塔中完成的。精馏操作就是迫使混合物的汽、液两相在塔体中作逆向流动，在互相接触的过程中，液相中的轻组分逐渐转入汽相，而汽相组分则逐渐进入液相。
精馏也是在不定期的物料平衡和能量平衡的基础上进行操作的，影响物料平衡的因素是进料量和进料组分的变化；影响能量平衡的因素主要是进料热焓的变化；此外还有环境温度的变化等；同时物料平衡和能量平衡是相互影响的，因此要了解这些因素对精馏过程的影响必须分析精馏塔的静态特性。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出CF4精馏控制系统，能够由静态特性分析来确定出它的变化范围，通过回流罐和再沸器的物料平衡关系加以控制。
为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种CF4精馏控制系统，包括精馏塔，所述精馏塔一侧设有进料口，所述精馏塔另一侧设有回流口和蒸汽口，所述精馏塔顶部出口连通有冷凝器，所述冷凝器下方出口连接有回流罐，所述回流罐下方连接有调压室，所述调压室末端分别连接有回流口和塔顶收集釜，所述冷凝器设有气体排空口，所述精馏塔底部出口连接有塔底收集釜，所述精馏塔和所述塔底收集釜之间设有再沸器，所述精馏塔的蒸汽口与再沸器的出口连通。
进一步地，所述精馏塔内设有水位控制器。
进一步地，所述精馏塔顶部出口与冷凝器、回流罐和调压室形成冷却回路。
进一步地，所述精馏塔底部通过再沸器形成上升蒸汽回路。
进一步地，所述再沸器采用蒸汽加热，所述再沸器上设有蒸汽进口。
进一步地，所述冷凝器和所述再沸器底部均设有排污口。
本实用新型的有益效果：
可以组成单回路控制方式，也可以组成串级控制方式，可迅速有效地克服进入副环的扰动，并可降低对调节阀特性的要求，可由静态特性分析来确定出物料平衡和能量平衡的变化范围，选择一个作为控制产品质量的手段，选择另一个保持流量恒定，进而控制整个精馏过程。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例所述的CF4精馏控制系统的结构示意图。
图中：
1、精馏塔；1-1、进料口；1-2、回流口；1-3、蒸汽口；2、冷凝器；2-1、气体排空口；3、回流罐；4、调压室；5、塔顶收集釜；6、再沸器；7、塔底收集釜。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，根据本实用新型实施例所述的一种CF4精馏控制系统，包括精馏塔1，所述精馏塔1一侧设有进料口1-1，所述精馏塔1另一侧设有回流口1-2和蒸汽口1-3，所述精馏塔1顶部出口连通有冷凝器2，所述冷凝器2下方出口连接有回流罐3，所述回流罐3下方连接有调压室4，所述调压室4末端分别连接有回流口1-2和塔顶收集釜5，所述冷凝器2设有气体排空口2-1，所述精馏塔1底部出口连接有塔底收集釜7，所述精馏塔1和所述塔底收集釜7之间设有再沸器6，所述精馏塔1的蒸汽口1-3与再沸器6的出口连通。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述精馏塔1内设有水位控制器。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述精馏塔1顶部出口与冷凝器2、回流罐3和调压室4形成冷却回路。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述精馏塔1底部通过再沸器6形成上升蒸汽回路。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述再沸器6采用蒸汽加热，所述再沸器6上设有蒸汽进口。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述冷凝器2和所述再沸器6底部均设有排污口。
为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本实用新型所述的CF4精馏控制系统，主要常用的控制方法分为两种：
依据精馏段指标控制回流量L，再保持再沸器加热量V为定值。
该方案的优点是调节作用滞后小，反应迅速，对克服进入精馏段的扰动和保证塔顶产品是有利的，在该方案中，回流量L受温度调节器控制；回流量L的波动对于精馏塔平衡作用是不利的，所以在调节器参数整定时，采用比例加积分的控制规律即可，此外再沸器热量维持一定而且应足够大，以便精馏塔在最大负荷时仍能保证产品的质量指标。
依据精馏段指标控制塔顶采出量D，保持再沸器加热量V为定值。
该方案的优点是有利于精馏塔的平衡操作，对于回流比较大的情况下塔顶采出量D要比控制回流量L灵敏，当塔顶产品质量不合格时，采用有分支作的调节器，则塔顶采出量会自动暂时中断，进行全回流，这样可保证得到的产品是合格。
在塔顶采出液是主要产品时，按精馏段指标进行控制，取精馏段某点浓度或温度作为被控变量，而以回流量L、塔顶采出量D或再沸器上升蒸汽量V作为控制变量，可以组成单回路控制方式，也可以组成串级控制方式。后一种方式虽较复杂，但可迅速有效地克服进入副环的扰动，并可降低对调节阀特性的要求。
并且按精馏段指标控制，对塔顶产品的纯度X有所保证，当干扰不很大时，塔顶产品纯度的变动也不大，可由静态特性分析来确定出它的变化范围。
其中，静态特性就是以物料平衡和能量平衡为基础来确定稳态下精馏塔各参数之间的定量关系。
全塔的物料平衡：稳态时，进塔的物料必须等于出塔的物料，所以总的物料平衡关系为：
F=D+W
轻组分的物料平衡关系为：
Fxf=Dxd+Wxw
从上述关系中，可以明显看出进料F在产品中的分配量（D/F，W/F）是决定塔顶和塔底产品中轻组分浓度xd和Wx的主要因素。D/F改变了，xd和Wx都可以变化。另外，进料组分浓度xf也是一个影响xd和Wx的重要因素。
然而，单是物料平衡关系，还不能完全确定xd和Wx，只能确定xd和Wx之间的关系。要确定xd和Wx的值还必须建立另一关系式，这个关系式可由塔的能量平衡关系得出。
能量平衡：在稳态时，进入塔的（通过传热和进料带入的）所有能量必然与离开塔的（能过传热和产品带出的）的能量相平衡。
QH+FIF= QC+DID+WIW
式中，QH为再沸器的加热量；QC为冷凝器的冷却量；IF、ID、IW分别为进料、塔顶和塔底产品的热焓。
综上所述，借助本实用新型的上述技术方案，可迅速有效地克服进入副环的扰动，并可降低对调节阀特性的要求，可由静态特性分析来确定出精馏过程中需要能量和物料的变化范围。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种CF4精馏控制系统，包括精馏塔（1），其特征在于，所述精馏塔（1）一侧设有进料口（1-1），所述精馏塔（1）另一侧设有回流口（1-2）和蒸汽口（1-3），所述精馏塔（1）顶部出口连通有冷凝器（2），所述冷凝器（2）下方出口连接有回流罐（3），所述回流罐（3）下方连接有调压室（4），所述调压室（4）末端分别连接有回流口（1-2）和塔顶收集釜（5），所述冷凝器（2）设有气体排空口（2-1），所述精馏塔（1）底部出口连接有塔底收集釜（7），所述精馏塔（1）和所述塔底收集釜（7）之间设有再沸器（6），所述精馏塔（1）的蒸汽口（1-3）与再沸器（6）的出口连通。
2.根据权利要求1所述的一种CF4精馏控制系统，其特征在于，所述精馏塔（1）内设有水位控制器。
3.根据权利要求1所述的一种CF4精馏控制系统，其特征在于，所述精馏塔（1）顶部出口与冷凝器（2）、回流罐（3）和调压室（4）形成冷却回路。
4.根据权利要求1所述的一种CF4精馏控制系统，其特征在于，所述精馏塔（1）底部通过再沸器（6）形成上升蒸汽回路。
5.根据权利要求1所述的一种CF4精馏控制系统，其特征在于，所述再沸器（6）采用蒸汽加热，所述再沸器（6）上设有蒸汽进口。
6.根据权利要求1所述的一种CF4精馏控制系统，其特征在于，所述冷凝器（2）和所述再沸器（6）底部均设有排污口。
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| CN202020259681.4U CN212090970U (zh) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | Cf4精馏控制系统 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112933641A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 福建德尔科技有限公司 | 一种用于制备电子级四氟化碳精馏装置 |
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2020
- 2020-03-05 CN CN202020259681.4U patent/CN212090970U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN112933641A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 福建德尔科技有限公司 | 一种用于制备电子级四氟化碳精馏装置 |
| CN112933641B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-05-03 | 福建德尔科技有限公司 | 一种用于制备电子级四氟化碳精馏装置 |
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