Distillation process optimization using continuous mobile control actions by redistributing the feed flow

Abstract

Ан от а ц і я . Об'єкт. Системи автоматичного керування процесами ректифікації, що забезпечують екстремальні показники якості функціонування колони використанням рухливих керуючих впливів і нелінійної прогнозуючої моделі. Предмет. Метод оптимізації процесу ректифікації використанням неперервних рухливих керуючих впливів, що полягають в перерозподілі потоку живлення між контактними пристроями апарату. Мета. Розробка методу розрахунку оптимальних керуючих впливів на процес багатокомпонентної ректифікації, в тому числі і неперервних рухливих, що забезпечують оптимальні режими роботи колон за критеріями максимізації продуктивності і мінімізації енерговитрат. Результати. З використанням моделі статики розраховано концентраційні профілі колони для поділу продуктів синтезу метилтретбутилового ефіру (МТБЕ) і доведено, що перерозподілом потоку живлення між двома контактними пристроями можливо суттєво впливати на статичні характеристики апарату, а якість цільового продукту екстремально залежить від величини коефіцієнта перерозподілу. Обґрунтовано вибір тарілок живлення з урахуванням критеріальних втрат на контактних пристроях колони. Вирішено задачу оптимізації процесу багатокомпонентної ректифікації за нормалізованим критерієм, що одночасно враховує продуктивність процесу і енерговитрати на його ведення. Обраний критерій від величини неперервного рухливого впливу залежить екстремально, що визначає існування і однозначність вирішення оптимізаційної задачі. Висновки. Доведено, що використання неперервних рухливих впливів дозволяє забезпечити режими роботи колони, які недосяжні в класі традиційних або дискретних, і підвищити техніко-економічні показники процесу в порівнянні з випадками повної подачі живлення на будь-яку з тарілок. Результати проведених досліджень можуть використовуватись при вирішенні задач проектування та оптимізації режимів роботи ректифікаційних апаратів, при побудові систем екстремального автоматичного керування процесами ректифікації. К лю чов і с лов а : ректифікація, оптимізація, рухливе керування, перерозподіл живлення, тарілка живлення, статичні характеристики, нормалізований критерій, продуктивність, енерговитрати.

Optimization of Rectification Process Using Mobile Control Action With Account for Criterion of Maximizing Separation Quality

“…Well-known methods for optimization of the rectification process [14,15] based on the normalized criterion which accounts for process performance and power consumption:…”

“…Following control systems for rectification columns can be outlined: robust [2], adaptive [3,4], supervised [5], optimal [6,7], control systems involving neural networks [8], fuzzy logic [9], non-linear prediction process model [10,11]. The quality and effectiveness of such systems can be improved with the use of distributed [12] or mobile [13,14] control actions. The difference between the later lies in the ability to choose the intensity and coordinates of the object's influence point, which allows for operation regimes that are unachievable with traditional approaches.…”