[发明专利]一种内部热耦合蒸馏塔的塔器及其控制工艺

权利要求书

1.一种内部热耦合蒸馏塔的塔器，包括通过管道相互连接的精馏段、提馏段、预处理器、压缩机和节流阀；其中：进料的预处理器与提馏段的第一块塔板相连；提馏段顶部通过压缩机与精馏段底部相连；精馏段底部通过节流阀与提馏段的顶部相连；其特征在于：还包括连接在精馏段与提馏段之间的三个换热器，三个换热器分别是顶部换热器、中部换热器和底部换热器；

顶部换热器的一端连接在精馏段的第一块塔板，另一端连接在提馏段的第一块塔板；

中部换热器的一端连接在精馏段的中部塔板，另一端连接在提馏段的中部塔板；

底部换热器的一端连接在精馏段的最后一块塔板，另一端连接在提馏段的最后一块塔板；

三个换热器的另一种连接方式为：

顶部换热器的一端连接在精馏段的顶部出料，另一端连接在提馏段的第一块塔板；

中部换热器的一端连接在精馏段的顶部出料，另一端连接在提馏段的中部塔板；

底部换热器的一端连接在压缩机的出料管道，另一端连接在提馏段的最后一块塔板。

2.一种内部热耦合蒸馏塔的塔器，包括通过管道相互连接的精馏段、提馏段、预处理器、压缩机和节流阀；其中：进料的预处理器与提馏段的第一块塔板相连；提馏段顶部通过压缩机与精馏段底部相连；精馏段底部通过节流阀与提馏段的顶部相连；其特征在于：还包括连接在精馏段与提馏段之间的三个换热器，三个换热器分别是顶部换热器、中部换热器和底部换热器；

顶部换热器的一端连接在精馏段的第一块塔板，另一端连接在提馏段的第一块塔板；

中部换热器的一端连接在精馏段的中部塔板，另一端连接在提馏段的中部塔板；

  当精馏段的塔板数大于提馏段的塔板数时，底部换热器一端连接在提馏段底部的最后一块塔板，另一端连接在与提馏段底部的最后一块塔板的塔板数相对应的精馏段的塔板，此时位于底部换热器和顶部换热器之间的精馏段的塔板数与整个提馏段的塔板数相等；

当提馏段的塔板数大于精馏段的塔板数时，底部换热器一端连接在精馏段底部的最后一块塔板，另一端连接在与精馏段底部的最后一块塔板的塔板数相对应的提馏段的塔板，此时位于底部换热器和顶部换热器之间的提馏段的塔板数与整个精馏段的塔板数相等。

3.一种权利要求1中所述的内部热耦合蒸馏塔的塔器的控制工艺，其特征在于：蒸馏塔的精馏段塔顶和提馏段塔底的产品浓度分别采用蒸馏塔的塔顶出料流量和提馏段进料的预处理器的作动媒体的流量作为操作变量进行控制，并采用精馏段内两块特定塔板之间的温差和提馏段的灵敏板的温度作为被控变量；

所述精馏段的两块特定塔板中，第一块为靠近精馏段底部的灵敏板，第二块为精馏段顶部的第一块塔板到第三块塔板中的任意一块；精馏段和提馏段的灵敏板根据奇异值分解法找到；

当蒸馏塔塔顶产品浓度未达到指标时，减小塔顶出料流量使精馏段内两块特定塔板之间的温差减小从而提升塔顶产品浓度至要求的指标；

当蒸馏塔塔顶产品浓度超过指标时，增大塔顶出料流量使精馏段内两块特定塔板之间的温差增大从而降低塔顶产品浓度至要求的指标；

当蒸馏塔塔底产品浓度未达到指标时，调整预处理器的作动媒体的流量，调整方法为：当预处理器为预热器时增大作动媒体的流量，当预处理器为预冷器时减小作动媒体的流量；使提馏段的灵敏板的温度上升从而使塔底产品浓度增大至要求的指标；

当蒸馏塔塔底产品浓度超过指标时，调整预处理器的作动媒体的流量，调整方法为：当预处理器为预热器时减小作动媒体的流量，当预处理器为预冷器时增大作动媒体的流量；使提馏段的灵敏板的温度下降从而使塔底产品浓度减小至要求的指标。