CN104922925A - 精馏设备恒温控制***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种精馏设备恒温控制***及控制方法，其中控制***包括控制器、恒温液体箱、第一热泵和第一液体泵；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；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；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。本发明提供的精馏设备恒温控制***及控制方法能够提高精馏过程中各组分分离的精度。

Description

精馏设备恒温控制***及控制方法

技术领域

本发明涉及精馏技术，尤其涉及一种精馏设备恒温控制***及控制方法。

背景技术

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。

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

本发明提供一种精馏设备恒温控制***及控制方法，用以提高精馏过程中各组分分离的精度。

本发明实施例提供一种精馏设备恒温控制***，包括控制器、恒温液体箱、第一热泵和第一液体泵；

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；

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；

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。

本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***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。

本发明实施例提供一种精馏设备恒温控制方法，包括：

检测恒温液体箱中液体的温度；

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；

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。

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

图1为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的另一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的又一结构示意图；

图4为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的又一结构示意图；

图5为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的又一结构示意图；

图6为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的又一结构示意图；

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；

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；

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；

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；

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

图1为一个精馏设备恒温控制***结构实施例的示意图，如图1所示，精馏设备恒温控制***包括：控制器、恒温液体箱1、第一热泵2和第一液体泵31。

其中，恒温液体箱1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1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。

具体的，恒温液体箱1可选用不锈钢材料制成，内部填充液体。恒温液体箱1上设置有用于和恒温循环管路连接的端口，恒温液体箱1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1与恒温循环管路之间循环流动。

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***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1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。

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℃，B组分为所要回收的原料物质，其沸点为60℃。将恒温液体箱1中液体的温度设置为43℃，则恒温循环管路中液体的温度也恒定在43℃，进而将恒温循环管路临近区域的温度也恒定在43℃。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。

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1中，使得在恒温液体箱1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。

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。

具体的，本实施例所采用的恒温液体箱1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1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1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。当被第一热泵2吸收的热量与从精馏塔中吸收的热量相等时，恒温液体箱1中液体的温度保持恒定，进而使得精馏塔中恒温区域的温度保持恒定。

另外，恒温液体箱1中还设置有第一温度传感器11，可以采用热敏电阻、热电偶或其他类型的温度传感器。在恒温控制***工作的过程中，第一温度传感器11实时检测恒温液体箱1中液体的温度，并传送给控制器，以使控制器将该温度与第一设定值进行比较。当判断出恒温液体箱1中液体的温度大于第一设定值时，控制器控制第一液体泵31和第一热泵2启动，使得恒温液体箱1中的液体在恒温液体箱1和第一热泵2的蒸发端之间循环流动，液体的热量被第一热泵2吸收。

对于上述方案中的恒温液体箱1，当恒温液体箱1中的液体温度与环境温度的差距较大时，为了提高恒温液体箱1中液体温度变化的惯性，降低与外界进行交换的热量，可对恒温液体箱1的壳体做一些保温处理，例如在壳体上贴一层保温材料等。

上述技术方案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。

图2为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的另一结构示意图。如图2所示，在上述技术方案的基础上，还可以在恒温液体箱1与第一液体泵31之间设置有低温液体箱4、恒温循环泵32、混合阀5。

其中，低温液体箱4上设置有连接端口，经恒温循环泵32、混合阀5与恒温液体箱1连接，构成恒温液体循环回路，使得液体能够在低温液体箱4和恒温液体箱1之间循环流动。恒温循环泵32连接于低温液体箱4和混合阀5之间，且混合阀5的一个入液口与恒温循环泵32连接，另一个入液口用于与恒温循环管路连接，混合阀5的出液口连接到恒温液体箱1，以使低温液体箱4流出的液体与恒温循环管路中的液体在混合阀5中进行混合，之后再注入恒温液体箱1。

由于液体流经恒温循环管路中时，会吸收精馏塔中的由于某组分气体冷凝而释放的热量，导致液体的温度升高。为了将恒温循环管路中的液体保持恒定的温度，本实施例提供的技术方案中，设定低温液体箱4中液体的温度低于恒温液体箱1，且当控制器判断出恒温液体箱1中液体的温度大于第一设定值时，控制恒温循环泵32启动，将恒温循环管路中的液体与低温液体箱4中液体在混合阀5中进行混合，目的是将恒温循环管路中液体的部分热量转移给低温液体箱4的液体，以降低恒温循环管路中液体的温度，以将混合阀5中混合后液体的温度保持在恒定值，再注入恒温液体箱1以使恒温液体箱1中液体的温度保持恒定。

在精馏过程中，低温液体箱4中的液体不断吸收恒温循环管路中液体的热量，以致低温液体箱4中液体的温度升高，此时可采用第一热泵2来吸收低温液体箱4中液体的热量。具体的，低温液体箱4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。低温液体箱4上还设置有第二温度传感器41，且第二温度传感器41、恒温液体泵和混合阀5都与控制器电气连接。第二温度传感器41实时监测低温液体箱4中液体的温度，并传送给控制器。控制器将该温度与第二设定值(第二设定值小于第一设定值)进行比较，当判断出该温度大于第二设定值时，控制器控制第一液体泵31与第一热泵2启动，使得低温液体箱4中的液体在低温液体箱4和第一热泵2的蒸发端之间循环流动。第一热泵2吸收低温循环端液体的热量，使得低温液体箱4中液体的温度降低，以致低于第二设定值。

上述技术方案将经过精馏塔的液体先与低温液体箱4中的低温液体混合，再注入恒温液体箱1，降低了恒温液体箱1中液体温度变化的幅度，使其温度更加稳定。上述技术方案中，为了降低各液体泵启动的瞬间所引起的液体温度变化的超调量，可采取一定的控制算法，例如采用PID算法，调整比例积分微分的参数以减小超调量，且快速稳定在恒定温度。该算法可由技术人员进行电路搭建或采用软件算法实现，并应用在控制器中。

进一步的，在精馏过程中，混合蒸汽中B组分经过恒温区域冷凝回流，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，待进入冷凝器所形成的冷凝区域后，由气态转换为液态被收集。因此，冷凝区域需要较低的温度环境，在上述技术方案的基础上，冷凝区域所采用的低温液体也可以由低温液体箱4提供，具体可参考图3，图3为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的又一结构示意图。

图3是在上述实施例的基础上，对低温液体箱4做了一些改进：在低温液体箱4上还增设有用于与冷凝器连接的冷凝端口，低温液体箱4通过冷凝端口经液体泵与冷凝器连接，形成冷凝管路，该液体泵在控制器的控制下执行启动或停止操作。当液体泵处于启动运行状态时，低温液体箱4中的液体可在低温液体箱4与冷凝器之间循环流动，用于降低冷凝器的温度，以使混合蒸汽中A组分发生冷凝。A组分发生冷凝的过程释放出的热量被流经冷凝器的液体吸收，循环流回到低温液体箱4。

图4为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的又一结构示意图。图4为另一种冷凝方式的结构示意图，如图4所示，恒温控制***还包括与控制器电气连接的第二热泵7和冷凝泵34，其中，第二热泵7经冷凝泵34与冷凝端口相互连接，构成第二热泵7的高温循环端。

具体的，第二热泵7的蒸发端与冷凝器连接构成冷凝管路，冷凝管路中填充冷凝液体。在冷凝管路上设置液体泵，并在控制器的控制下启动运行，使得冷凝液体在第二热泵7的蒸发端与冷凝器之间循环流动，用于吸收混合蒸汽中A组分气体冷凝时释放的热量，并传递至第二热泵7的冷凝端。第二热泵7的冷凝端与低温液体箱4连接，在冷凝泵34启动运行时，低温液体箱4中的低温液体能够在低温液体箱4与第二热泵7的冷凝端之间循环流动，将从冷凝器中吸收的热量传递至低温液体箱4。

由于水的比热容较大，因此恒温液体箱1和低温液体箱4中可填充水作为热量交换的介质。当然，本领域技术人员也可以根据精馏过程混合蒸汽的组分的沸点选择其它的液体作为介质。

图5为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的又一结构示意图。图5是在上述实施例的基础上增加高温液体箱6的结构示意图。如图5所示，第一热泵2经第二液体泵33与高温液体箱6连接，构成第一热泵2的高温循环端。具体的，第一热泵2的冷凝端与高温液体箱6连接，当第二液体泵33启动运行时，高温液体箱6中的液体能够在高温液体箱6和第一热泵2的冷凝端之间循环流动，吸收从第一热泵2的蒸发端转移来的热量。且高温液体箱6上还可以设置连接端口，用于与精馏设备中的蒸发釜连接，构成高温循环管路。高温液体箱6中可填充导热油，在高温液体箱6与蒸发釜之间循环流动，将高温液体箱6中液体的热量传送至蒸发釜，作为蒸发釜的热源。高温液体箱6上设置有第三温度传感器61，第三温度传感器61、第二液体泵33与控制器电气连接。

图6为本发明实施例提供的精馏设备恒温控制***的又一结构示意图。参考图6，图6是高温液体箱6另一种结构的示意图。高温液体箱6的空腔内还设置有蒸发室63，用于填充精馏过程的原料。蒸发室63的内部空腔与高温液体箱6的空腔相互隔离，形成间隙，间隙中可填充导热油。在蒸发室63设置有进料口、出料口及蒸汽出口。进料口、出料口及蒸汽出口均设置于高温液体箱6的箱壁外侧。精馏过程的原料经进料口进入蒸发室63，待精馏过程结束后从出料口排出。导热油通过在高温液体箱6和第一热泵2的冷凝端之间循环流动，吸收从第一热泵2的蒸发端转移来的热量，提高自身的温度，进而对蒸发室63中的原料进行加热。当导热油的温度大于原料的沸点时，原料转变成蒸汽，从蒸汽出口排出。蒸汽出口可以直接与精馏塔连接，以使蒸汽进入精馏塔。另外，为了进一步提升蒸汽的温度，蒸汽出口还可以连接至蒸发釜，在蒸发釜中进行二次加热，提高精馏过程的分离精度。

上述技术方案通过设置高温液体箱，间接吸收精馏塔中的蒸汽冷凝时释放的热量，并作为热源提供给精馏过程的原料和蒸发釜，实现重新再利用，减少了向外界环境排放的热量，且节约了能源。

对于上述恒温液体箱1、低温液体箱4以及高温液体箱6，可以设置液位传感器，即第一液位传感器12、第二液位传感器42和第三液位传感器62。各液位传感器与控制器电气连接，用于实时检测液体箱中液体的液位，当液位过高时，启动相应的液体泵排出液体或者进行报警提示等操作，以确保恒温控制的连续性，降低温度突变的情况发生。各管路上均可以设置电磁阀用于控制管路液体的流动。

另外，上述实施例中的第一设定值和第二设定值也对恒温控制精度有一定的影响，具体可根据精馏工艺的特性和温度传感器的性能设定，以提高恒温控制精度。

上述实施例提供的精馏设备恒温控制***采用恒温液体箱为精馏塔提供恒温区域，能够提高精馏过程中各组分气体分离的精度，且采用低温液体箱、第一热泵间接回收精馏过程中因蒸汽冷凝而释放的热量，并通过高温液体箱进行再利用，用于提高原料温度或提高蒸发釜温度，提高了精馏过程中恒温控制的精度，且使得恒温控制***中的热量能够反复循环利用，减少了向外界环境排放的热量，节约了能源。

图7为一种精馏设备恒温控制方法实施例的流程图。本实施例还提供一种精馏设备恒温控制方法，该方法可应用在上述实施例所提供的精馏设备恒温控制***中，可由精馏设备恒温控制***中的控制器来执行。如图7所示，精馏设备恒温控制方法可以包括：

步骤101、检测恒温液体箱1中液体的温度。

步骤102、当控制器判断出恒温液体箱1中液体的温度大于第一设定值时，控制第一热泵2和第一液体泵31启动；其中，恒温液体箱1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。

具体可采用第一温度传感器11检测恒温液体箱1中液体的温度，并提供给控制器。控制器上电运行后，实时扫描自身的输入映像寄存器，将第一温度传感器11发送的数据进行换算后，得到实际温度值，并与预先设定的第一设定值进行比较。在精馏过程中，精馏塔中经过恒温区域的蒸汽冷凝释放的热量被流过恒温循环管路的液体吸收，致该液体的温度升高。当控制器判断出恒温液体箱1中液体的温度大于第一设定值时，分别向第一热泵2和第一液体泵31发出控制指令，指示第一热泵2和第一液体泵31启动运行，以使恒温液体箱1中的液体在第一液体泵31的驱动下，在恒温液体箱1和第一热泵2的蒸发端之间循环。第一热泵2的蒸发端不断吸收循环液体的热量，使得恒温液体箱1中液体的温度下降。当从精馏塔中吸收的热量等于被第二热泵2吸收的热量时，并恒温液体箱1中液体的温度保持为恒定的温度。

上述技术方案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。

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。如图8所示，在上述技术方案的基础上，还可通过低温液体箱4中的低温液体吸收恒温循环管路中液体的热量，具体步骤如下：

步骤103、当控制器判断出恒温液体箱1中的温度值大于第一设定值时，控制恒温循环泵32启动，且控制混合阀5打开。其中，恒温循环泵32的一端连接至低温液体箱4，恒温循环泵32的另一端经混合阀5与恒温液体箱1连接构成恒温液体循环回路；恒温循环泵32连接混合阀5的一个入液口，混合阀5的出液口连接到恒温液体箱1。

步骤104、检测低温液体箱4中液体的温度。

步骤105、当控制器判断出低温液体箱4中液体的温度值大于第二设定值时，控制第一热泵2和第一液体泵31启动。其中，低温液体箱4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。

控制器接收第一温度传感器11发送的恒温液体箱1中液体的温度，当控制器判断出恒温液体箱1中液体的温度大于第一设定值时，控制恒温循环泵32启动，且控制混合阀5打开，以使低温液体箱4中的液体在恒温循环泵32的驱动下进入混合阀5，并与恒温循环管路中的液体混合，完成热量交换后注入恒温液体箱1。对于上述控制过程，本领域技术人员可根据各管路的流量以及各温度设定值设计具体的控制算法，以实现快速响应，并减小超调量，通过控制泵的启停调节液体流量，以控制恒温液体箱1中液体的温度保持恒定。

在低温液体箱4中的液体不断吸收恒温循环管路中液体热量的过程中，低温液体箱4中的液体的温度不断上升。可采用第二温度传感器41检测低温液体箱4中的液体的温度，并发送给控制器。控制器将低温液体箱4中的液体的温度值与第二设定值(第二设定值小于第一设定值)进行比较，当控制器判断出该温度大于第二设定值时，控制第一热泵2和第一液体泵31启动，以使低温液体箱4中的液体在低温液体箱4和第一热泵2的蒸发端之间循环流动。第一热泵2的蒸发端吸收流经液体的热量，使得低温液体箱4中液体的温度降低。

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。参考图9，图9为采用低温液体箱4来吸收冷凝器中释放热量方法的流程图。在上述实施例的基础上，精馏设备恒温控制方法还包括：

步骤106、控制器控制冷凝泵34启动。其中，低温液体箱4上设置的冷凝端口经冷凝泵34与冷凝器连接，组成冷凝回路。

控制器控制冷凝泵34启动，使得低温液体箱4中的低温液体在冷凝泵34的驱动下，在低温液体箱4和冷凝器之间的冷凝回路中循环流动。流经冷凝器的低温液体提供了一个低温区域，使得A组分气体流经该低温区域的过程中，若低温区域的温度小于A组分气体的沸点，则A组分气体释放热量，冷凝形成液体被收集。流经冷凝器的低温液体吸收该部分热量，再流回低温液体箱4。

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。参考图10，图10为在冷凝泵34和冷凝器之间增加第二热泵7时，采用的恒温控制方法，还包括：

步骤107、控制器控制第二热泵7启动。其中，第二热泵7经冷凝泵34与冷凝端口相互连接，构成第二热泵7的高温循环端。

第二热泵7的蒸发端与冷凝器连接，使得冷凝液体在冷凝器与第二热泵7的蒸发端之间循环流动，冷凝液体吸收A组分气体冷凝释放的热量，并将该部分热量从第二热泵7的蒸发端转移至冷凝端。第二热泵7的冷凝端与低温液体箱4连接，使得低温液体箱4中的低温液体在低温液体箱4与第二热泵7的冷凝端之间循环流动，控制器控制第二热泵7启动，以使第二热泵7的冷凝端将热量传递给低温液体，进入低温液体箱4。

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。图11为采用高温液体箱6的恒温控制方法实施例的流程图，如图11所示，该方法还可以包括：

步骤108、检测高温液体箱6中液体的温度。

步骤109、当高温液体箱6中液体的温度小于第三设定值时，控制器控制第二液体泵33启动。其中，高温液体箱6经第二液体泵33与第一热泵2的冷凝端相互连接，构成第一热泵2的高温循环端。

高温液体箱6与第一热泵2的冷凝端连接，可间接吸收精馏塔中气体冷凝释放的热量，再作为热源，重新提供给精馏过程所需的原料。因此采用第三温度传感器61实时检测高温液体箱6中液体的温度，并传送给控制器。控制器将接收到的温度数据与第三设定值进行比较，当判断出该温度数据小于第三设定值时，控制第二液体泵33启动，以使高温液体箱6中的液体在高温液体箱6和第一热泵2的冷凝端之间循环流动。液体流经第一热泵2的冷凝端时，吸收热量，再流回高温液体箱6，使得高温液体箱6中液体的整体温度升高至大于原料的沸点，促进原料转变为混合蒸汽。

上述实施例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，控制恒温循环泵启动，且控制混合阀打开，以使低温液体箱中的低温液体吸收恒温循环管路中液体的热量，再注入恒温液体箱，使得恒温液体箱内部的液体保持恒温，进而确保精馏塔中恒温区域的温度保持恒定，流经恒温区域的沸点高于该区域温度的气体能够全部冷凝回流，解决了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。

另外，上述技术方案通过采用控制器控制冷凝泵运行，使得低温液体箱中的低温液体吸收冷凝器中的热量。还通过控制第一热泵运行，将低温液体箱中的热量传递给高温液体箱，将间接从精馏塔中吸收的热量再重新利用，作为热源提供给精馏过程所需的原料，使得恒温控制***中的热量能够反复循环利用，减少了向外界环境排放的热量，节约了能源。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种精馏设备恒温控制***，其特征在于：包括控制器、恒温液体箱、第一热泵和第一液体泵；

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；

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；

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。

2.根据权利要求1所述的精馏设备恒温控制***，其特征在于：在所述恒温液体箱与所述第一液体泵之间还设置有低温液体箱、恒温循环泵、混合阀；其中：

所述低温液体箱经所述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；

所述低温液体箱经所述恒温循环泵、混合阀与所述恒温液体箱连接构成恒温液体循环回路；所述恒温循环泵连接于所述低温液体箱和混合阀之间，且所述混合阀的一个入液口与所述恒温循环泵连接，所述混合阀的出液口连接到所述恒温液体箱；

所述低温液体箱上设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器、恒温液体泵和混合阀与所述控制器电气连接。

3.根据权利要求2所述的精馏设备恒温控制***，其特征在于：所述低温液体箱上还设置有用于与冷凝器连接的冷凝端口。

4.根据权利要求3所述的精馏设备恒温控制***，其特征在于：还包括与所述控制器电气连接的第二热泵和冷凝泵；

所述第二热泵经所述冷凝泵与所述冷凝端口相互连接，构成所述第二热泵的高温循环端。

5.根据权利要求1-4任一所述的精馏设备恒温控制***，其特征在于：所述第一热泵经第二液体泵与高温液体箱连接，构成第一热泵的高温循环端；

所述高温液体箱上设置有第三温度传感器，所述第三温度传感器、第二液体泵与所述控制器电气连接。

6.根据权利要求5所述的精馏设备恒温控制***，其特征在于：所述高温液体箱的空腔内还设置有蒸发室；

所述蒸发室的内部空腔与所述高温液体箱的空腔相互隔离；所述蒸发室设置有进料口、出料口及蒸汽出口；所述进料口、出料口及蒸汽出口均设置于所述高温液体箱的箱壁外侧。

7.根据权利要求5所述的精馏设备恒温控制***，其特征在于，所述恒温液体箱、低温液体箱和/或高温液体箱上设置有液位传感器；

所述液位传感器与所述控制器电气连接。

8.一种精馏设备恒温控制方法，其特征在于，包括：

检测恒温液体箱中液体的温度；

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；

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。

9.根据权利要求8所述的精馏设备恒温控制方法，其特征在于，还包括：

当所述恒温液体箱中的温度值大于第一设定值时，控制恒温循环泵启动，且控制混合阀打开；

所述恒温循环泵的一端连接至低温液体箱，所述恒温循环泵的另一端经所述混合阀与所述恒温液体箱连接构成恒温液体循环回路；所述恒温循环泵连接所述混合阀的一个入液口，所述混合阀的出液口连接到所述恒温液体箱；

检测低温液体箱中液体的温度；

当所述低温液体箱中液体的温度值大于第二设定值时，控制第一热泵和第一液体泵启动；

所述低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。

10.根据权利要求9所述的精馏设备恒温控制方法，其特征在于，还包括：

控制冷凝泵启动；所述低温液体箱上设置的冷凝端口经所述冷凝泵与冷凝器连接，组成冷凝回路；

控制第二热泵启动；所述第二热泵经所述冷凝泵与所述冷凝端口相互连接，构成所述第二热泵的高温循环端；

检测高温液体箱中液体的温度；

当所述高温液体箱中液体的温度小于第三设定值时，控制第二液体泵启动；所述高温液体箱经所述第二液体泵与所述第一热泵的冷凝端相互连接，构成所述第一热泵的高温循环端。