精馏设备恒温控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及精馏技术，尤其涉及一种精馏设备恒温控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]精馏是化工生产中常用的一种用于将互溶的液体混合物分离的方法，是在一定压力下，利用液体混合物中各组分的沸点不同，使混合物中的轻组分物质和重组分物质相互分离，通常在精馏塔中完成。精馏塔包括塔板和冷凝器等设备。液体混合物在蒸发釜中受热转变为混合蒸汽进入精馏塔，混合蒸汽在精馏塔中上升，遇到各级塔板，当塔板及周围温度低于重组分的沸点时，该重组分冷凝回流，剩余的轻组分仍以气态形式上升至塔顶通过冷凝装置收集，实现与混合蒸汽中其他组分分离。因此，精馏过程中的温度控制对于混合物中各组分的分离质量非常重要，恒定的温度能提高重组分物质的回流效率，提高分离精度。
[0003]目前在精馏过程中采用的恒温控制方法通常为考察各塔板对混合物流量和温度的灵敏程度，设定灵敏板用于检测周围温度，以调节混合物的进出流量，进而控制灵敏板周围的温度保持恒定。但由于采用调节流量来实现恒温控制的方法滞后较严重，对产能的提高有一定的限制，且难以实现较高精度的分离。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种精馏设备恒温控制系统及控制方法，用以提高精馏过程中各组分分离的精度。
[0005]本发明实施例提供一种精馏设备恒温控制系统，包括控制器、恒温液体箱、第一热泵和第一液体泵；
[0006]所述恒温液体箱经第一液体泵与所述第一热泵的蒸发端相互连接，构成第一热泵的低温循环端；
[0007]所述恒温液体箱上设置有用于和恒温循环管路连接的端口 ；
[0008]所述恒温液体箱还设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器、第一液体泵和第一热泵与所述控制器电气连接。
[0009]本发明实施例提供的精馏设备恒温控制系统采用恒温液体箱经第一液体泵与第一热泵的蒸发端相互连接，并通过第一温度传感器检测恒温液体箱中液体的温度，控制器接收该温度并进行判断，当该温度大于第一设定值时，控制第一液体泵和第一热泵启动，以使从精馏塔中吸收的热量再被第一热泵吸收，以降低恒温液体箱中液体的温度，能够解决现有技术中恒温控制方法滞后较严重且精馏过程精度较低的问题，提高了精馏过程中各组分分离的精度。
[0010]本发明实施例提供一种精馏设备恒温控制方法，包括:
[0011 ] 检测恒温液体箱中液体的温度；
[0012]当所述恒温液体箱中液体的温度大于第一设定值时，控制第一热泵和第一液体泵启动；
[0013]所述恒温液体箱经第一液体泵与所述第一热泵的蒸发端相互连接，构成所述第一热泵的低温循环端。
[0014]本发明实施例提供的精馏设备恒温控制方法通过检测恒温液体箱中液体的温度，控制器接收该温度并进行判断，当该温度大于第一设定值时，控制第一液体泵和第一热泵启动，以使从精馏塔中吸收的热量再被第一热泵吸收，以将恒温液体箱中液体的温度保持恒定，进而确保精馏塔中的恒温区域的温度保持恒定，因而能够使得混合蒸汽经过该恒温区域时，其中的沸点高于该区域温度的气态物质全部冷凝回流，提高了精馏过程的精度。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制系统的结构示意图；
[0016]图2为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制系统的另一结构示意图；
[0017]图3为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制系统的又一结构示意图；
[0018]图4为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制系统的又一结构示意图；
[0019]图5为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制系统的又一结构示意图；
[0020]图6为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制系统的又一结构示意图；
[0021]图7为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制方法的流程图；
[0022]图8为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制方法的另一流程图；
[0023]图9为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制方法的又一流程图；
[0024]图10为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制方法的又一流程图；
[0025]图11为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制方法的又一流程图。
【具体实施方式】
[0026]图1为一个精馏设备恒温控制系统结构实施例的示意图，如图1所示，精馏设备恒温控制系统包括:控制器、恒温液体箱1、第一热泵2和第一液体泵31。
[0027]其中，恒温液体箱I经第一液体泵31与第一热泵2的蒸发端相互连接，构成第一热泵2的低温循环端。恒温液体箱I上设置有用于和恒温循环管路连接的端口和第一温度传感器11。第一温度传感器11、第一液体泵31和第一热泵2与控制器电气连接。
[0028]具体的，恒温液体箱I可选用不锈钢材料制成，内部填充液体。恒温液体箱I上设置有用于和恒温循环管路连接的端口，恒温液体箱I经液体泵与恒温循环管路连接形成密闭管路，液体泵在控制器的控制下驱动液体在恒温液体箱I与恒温循环管路之间循环流动。
[0029]其中，上述恒温循环管路设置在精馏塔上，形成恒温区域，以使在精馏塔中流动的混合蒸汽经过该恒温区域时发生冷凝变化或发生化学反应，例如恒温循环管路可围设在精馏塔的某一段外围或内围，也可以交叉排布在精馏塔的某一高度处。本实施例所采用的技术方案的目的是将恒温液体箱I中液体的温度保持恒定，其具体的温度可以根据参与精馏过程的混合蒸汽的具体成分及其沸点来设置。
[0030]例如，本实施例中参与精馏过程的混合蒸汽包括A组分和B组分，其中A组分为所需提纯的物质，其沸点为40°C，B组分为所要回收的原料物质，其沸点为60°C。将恒温液体箱I中液体的温度设置为43°C，则恒温循环管路中液体的温度也恒定在43°C，进而将恒温循环管路临近区域的温度也恒定在43°C。混合蒸汽从位于蒸馏塔下方的蒸发釜进入蒸馏塔，并沿蒸馏塔向上流动，当混合蒸汽进入到恒温循环管路的临近区域内，由于该区域内的温度小于B组分蒸汽的沸点，因此B组分蒸汽发生冷凝，形成液体回流至蒸发釜中。而混合蒸汽中剩余的A组分蒸汽仍为气态，穿过该恒温区域继续向上流动。
[0031]上述B组分蒸汽在冷凝的过程中会放热，热量被流经恒温循环管路中的液体吸收，再循环至恒温液体箱I中，使得在恒温液体箱I及恒温循环管路中循环的液体温度升高，若该部分热量未被外界吸收，则会导致精馏塔中恒温区域的温度升高，进而导致精馏过程的精度降低。
[0032]针对上述问题，本实施例采用第一热泵2来吸收该部分热量，第一热泵2可以为现有技术中常用的热泵，能够根据控制器的控制指令来执行启动或停止操作。热泵的蒸发端和冷凝端分别设置在第一介质和第二介质中，热泵在运行时，其蒸发端可吸收第一介质的热量，并将吸收到的热量转移至冷凝端，传递给第二介质，实现了热量的转移。
[0033]具体的，本实施例所采用的恒温液体箱I上设置有相应的连接端口，以通过第一液体泵31连接至第一热泵2的蒸发端，第一液体泵31能够在控制器的控制下驱动液体在恒温液体箱I与第一热泵2的蒸发端之间的管路中循环流动。当液体流至第一热泵2的蒸发端时，热量被第一热泵2吸收，使得液体的温度降低。液体在恒温液体箱I与第一热泵2蒸发端之间循环流动，热量不断地被第一热泵2吸收。当被第