EP2225020A1 - Verfahren und anlage zur regelung eines kontinuierlichen kristallisationsprozesses - Google Patents

Verfahren und anlage zur regelung eines kontinuierlichen kristallisationsprozesses

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EP2225020A1
EP2225020A1 EP08865425A EP08865425A EP2225020A1 EP 2225020 A1 EP2225020 A1 EP 2225020A1 EP 08865425 A EP08865425 A EP 08865425A EP 08865425 A EP08865425 A EP 08865425A EP 2225020 A1 EP2225020 A1 EP 2225020A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
temperature
outlet temperature
cooling
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08865425A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Marolt
Dirk Bergmann
Abdelaziz Toumi
Arne Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Bayer MaterialScience AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayer MaterialScience AG filed Critical Bayer MaterialScience AG
Publication of EP2225020A1 publication Critical patent/EP2225020A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/68—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C37/70—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
    • C07C37/84—Purification; separation; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by crystallisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for controlling a continuous crystallization process that can be used in the manufacture of chemical products such as bisphenol A (BPA).
  • BPA bisphenol A
  • Outlet temperature of an emerging from the crystallizer outlet stream is kept constant, since a product stream is diverted from the outlet stream, which supplies the crystalline product of a subsequent treatment.
  • the outlet temperature of the outlet stream is also influenced by a feed stream fed to the loop stream.
  • Heat exchanger is interrupted. This leads to production losses and low productivity. Furthermore, fouling reduces the achievable heat exchanger performance, which makes the control of the crystallization process difficult. In particular, such changes in the application of empirical values can not be taken into account, so that only an inadequate control quality for a crystallization process can be achieved.
  • the object is achieved according to the invention by a method for controlling a continuous crystallization process in which a heat exchanger connected in a circuit with a crystallizer is provided and a heat exchanger capacity of the
  • Heat exchanger in particular for cooling a discharge stream of the crystallization apparatus in
  • Crystallization temperature of the crystallization apparatus and / or to regulate an outlet temperature of the outlet stream characterized in that the currently required
  • Heat exchanger capacity is determined by calculation and the calculated heat exchanger performance is adjusted in time damped at the heat exchanger.
  • Crystallization efficiency and yield according to the concentration in the mother liquor decreases.
  • there are further criteria for the choice of the crystallization temperature for example a temperature-dependent incorporation of impurities into the product crystals, which has an effect on the product quality.
  • Outlet temperature of the outlet stream from the crystallizer regulated.
  • a cooling capacity is set at the heat exchanger, which depends essentially on the amount of fed feed stream.
  • the currently required heat exchanger capacity is determined by calculation, wherein the calculated heat exchanger performance is adjusted in time damped at the heat exchanger.
  • the heat exchanger performance is determined by calculation as a function of the feed stream, it is possible to determine the required heat exchanger performance at a very early date, in which case it is particularly possible to take into account the inertia of the crystallization process. In particular, it is possible to take into account an average residence time in the crystallizer, which in industrial plants, for example in a
  • Fouling of the heat exchanger by the growth of solids on the heat transfer surfaces can be significantly slowed down. With slower fouling, the regeneration intervals for the heat exchanger can be increased, thereby reducing production losses and improving productivity.
  • the feedforward control based on mathematical calculations, for example energy balances, can react much more precisely and quickly to disturbances in the crystallization process than would be possible with manual interventions, so that the control quality is improved.
  • energy balances are used in the calculation of the heat exchanger performance
  • mathematically explicit solutions are possible so that, if required, computation-intensive numerical iteration methods can be avoided. Investigations have shown that such
  • Feedforward control with temporal damping compared to the same feedforward control without temporal damping only insignificant differences in the outlet temperature of the outlet flow has the consequence. These minor variations in the exit temperature, however, can usually be controlled out in the subsequent processes without major problems, so that even not a slight loss to the yield of the final product is to be feared.
  • the temporal damping can be realized by means of various measures.
  • the control may have a dead time element, so that the time damping has a dead time.
  • the politicians (2004)erleisrung can be substantially integrally varied in a sudden change in the feed flow, so that the heat exchanger performance changes substantially ramped.
  • a proportional transmission behavior with delay can be provided, which in particular has a substantially PT 1 behavior (delay element with time delay of the first order).
  • Outlet temperature considered more.
  • certain system-related temperature fluctuations always occur which do not necessarily necessitate an intervention, since these temperature fluctuations in the crystallization apparatus itself can be corrected.
  • a change of the feed flow normally occurs suddenly and undergoes a great change because, for example, the desired production amount has been manually changed. Due to the fact that such a change is more strongly damped over time, an excessive reaction of the heat exchanger can be avoided, so that the risk of fouling in the heat exchanger is reduced and a long operating time of the heat exchanger can be ensured.
  • the temporal attenuation is achieved via cascaded control loops.
  • a heat exchanger target outlet temperature can be regulated for the time damping with the aid of a first control loop as a function of the outlet temperature of the crystallization apparatus.
  • a second control loop can in
  • Control circuit essentially no influence. However, if the continuous operation is disturbed by significantly increasing or significantly decreasing the amount of the feed stream supplied, the second control circuit prevents the continuous operation optimized first control loop from changing the heat exchanger performance of the heat exchanger too much. Due to the temporally damped correction term, the target heat exchanger exit temperature can be set such that the likelihood of fouling in the heat exchanger is reduced.
  • the calculation of the heat exchanger performance can be done with the help of energy balances.
  • the mass flow and the temperature of a coming from the crystallizer and entering the heat exchanger heat exchanger flow is taken into account.
  • the mass flow and the temperature of the heat exchanger stream can be calculated in particular.
  • the actual actual outlet temperature of the outlet stream is measured, can be determined based on experience or the calculation of line losses, which will have the temperature of the heat exchanger when entering the heat exchanger.
  • the mass flow of the fed feed stream and the mass flow of the discharged product stream are usually known, so that the
  • Mass flow of the entering into the heat exchanger heat exchanger flow can be calculated. Further, it is possible to empirically estimate or simulate the behavior of the crystallizer so that it may already be sufficient to know the temperature and mass flow of the feed stream fed to calculate the mass flow and the temperature of the heat exchanger stream entering the heat exchanger. Thus it is possible the
  • Heat exchanger target outlet temperature which is required to control the outlet temperature to calculate and to determine a temperature of the entering into the heat exchanger heat exchanger flow and the required heat exchanger performance very accurately in knowledge of the mass flow.
  • the fouling state of the heat exchanger is taken into account in the calculation of the heat exchanger performance. This can be done in particular by taking into account a heat transfer coefficient k of the heat exchanger.
  • the heat transfer coefficient k can be determined, in particular, by determining a theoretically calculated heat exchanger outlet temperature with an actually measured heat exchanger
  • Heat exchanger outlet temperature is compared. Based on this comparison, the heat transfer coefficient k required for the calculated heat exchanger exit temperature to coincide with the measured heat exchanger exit temperature can be determined. In particular, this also makes it possible to determine and display the fouling state of the heat exchanger on the basis of a single parameter proportional to the fouling state. This makes it possible to perform maintenance and regeneration of the heat exchanger only when the heat transfer coefficient k is outside a predetermined range of values. It is not necessary to specify scheduled maintenance intervals. Instead, maintenance is not performed until it is actually required. In particular, the time profile of the heat transfer coefficient k can be extrapolated, so that the approximate time for the next maintenance of the heat exchanger can be estimated in advance.
  • two or more cooling sources to different cooling levels and / or switched off, to the cooling temperature and / or cooling amount of the cooling medium change.
  • the power of a cooling pump for the cooling medium can be varied to change the flow rate of the cooling medium.
  • the control of the cooling temperature and / or the cooling amount of the cooling medium by means of a third control loop, which regulates the cooling temperature and / or the cooling amount of the cooling medium in dependence on the temporally damped heat exchanger performance.
  • the invention further relates to a system for controlling a continuous crystallization process, which is particularly suitable for carrying out the method described above and / or, as explained with reference to the method described above, and can be further developed.
  • the plant can be used in particular for the production of bisphenol A (BPA).
  • BPA bisphenol A
  • the plant has a crystallizer, which with a
  • Heat exchanger for cooling an outlet stream of the crystallizer is connected in a circle.
  • a heat exchanger capacity of the heat exchanger can be set as a function of a feed stream fed in by means of a setting unit.
  • at least one computer unit is provided, which calculates the currently required heat exchanger capacity by calculation and forwards the calculated heat exchanger capacity to the setting unit in such a way that the calculated heat exchanger capacity can be adjusted in terms of time at the heat exchanger.
  • a first control loop for controlling a heat exchanger target outlet temperature in dependence on the outlet temperature of the crystallization apparatus is provided.
  • the first control circuit can in particular at least one
  • a second control loop for controlling a correction term for the time damping of the heat exchanger controlled by the first control loop can be used.
  • Target outlet temperature to be provided in dependence on the feed stream.
  • the second control circuit has in particular a PT] controller.
  • the first control circuit has a first controller, in particular a PID controller, for regulating the heat exchanger target outlet temperature.
  • a second controller, in particular PID controller for controlling a cooling temperature and / or cooling amount of a cooling medium for the
  • Heat exchanger can be provided.
  • the first controller reacts slower than the second controller.
  • the fact that the first controller reacts rather slowly avoids excessive temperature differences in the heat exchanger, which can otherwise lead to fouling.
  • the cooling medium does not have to contain substances which can be crystallized out, it is certainly possible to provide large temperature differences in order to regulate the temperature of the cooling medium.
  • the faster second controller thus results in that the required temperature and / or cooling amount of the cooling medium is provided as quickly as possible, without this fouling is to be feared.
  • the second control circuit has a third controller; in particular PT] controller, which has as a control parameter in particular a time constant.
  • the control parameters in particular a T 1 element, can be adjustable as a function of the fouling state of the heat exchanger and / or as a function of a heat transfer coefficient k of the heat exchanger. This makes it possible to take into account the changing over the service life fouling state of the heat exchanger in the scheme.
  • the system has a temperature measuring device with the aid of which a heat exchanger outlet temperature can be measured.
  • the measured heat exchanger outlet temperature can be compared with a calculated by the computer unit heat exchanger outlet temperature.
  • Fouling state of the heat exchanger or the heat transfer coefficient k of the heat exchanger can be determined.
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of the system according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic control circuit representation of the method according to the invention.
  • the plant 10 shown in Fig. 1 has a crystallizer 12, which is connected to a heat exchanger 14 in a circle. From the crystallizer 12 exits an exit stream 16, which branches into a product stream 18 and a heat exchanger 20 stream. The heat exchanger 20 flows into the heat exchanger 14. From the heat exchanger 14 flows a heat exchanger outlet stream 22 to the crystallizer 12th
  • the heat exchanger outlet stream 22 a feed stream 24 is supplied.
  • the feed stream 24 can also be supplied to the heat exchanger stream 20.
  • a circuit 26 is formed, in which a pump 28 is arranged to promote the suspension 26 located in the circulation.
  • the amount of feed stream 24, that is, in particular the mass flow, can be adjusted by a first valve 30 arranged in the feed stream 24.
  • the product stream 18 may have a second valve 32 to adjust the amount of product withdrawn from the circuit 26. Since the system is particularly completely filled, just as much fluid from the circuit 26 is challenged in continuous operation via the product stream 18, as is supplied via the feed stream 24 to the circuit 26.
  • the supplied via the circuit 26 to the heat exchanger 14 medium is cooled in the heat exchanger 14 by means of a cooling medium, which is conveyed by means of a cooling pump 34 in a cooling circuit 36 in a circle.
  • a cooling medium which is conveyed by means of a cooling pump 34 in a cooling circuit 36 in a circle.
  • a cooling circuit 36 in the cooling circuit 36 is a
  • Cooling heat exchanger 38 is arranged, with the help of the cooling medium to a defined
  • Temperature can be regulated. Via a third valve 40, an external coolant for cooling the cooling medium through the cooling heat exchanger 38 can be conveyed via an external cooling line 42.
  • the outlet temperature of the outlet flow 16 is measured, which is to be controlled by the method according to the invention.
  • the temperature and the mass flow of the feed stream 24 are measured in order to be able to calculate the required manipulated variables with the aid of this information for the heat exchanger 14.
  • the temperature and the mass flow of the heat exchanger flow 20 can be measured at the input of the heat exchanger 14 with the aid of a third measuring device 48.
  • the temperature of the heat exchanger outlet flow 22 can be measured at the outlet of the heat exchanger 14 with the aid of a fourth measuring device 50.
  • the temperature of the cooling medium entering the heat exchanger 14 of the cooling circuit 36 is adjusted, this temperature being determined by means of a fifth flow Measuring device 52 can be measured. Since this temperature is to be adjusted via the cooling heat exchanger 38, it makes sense to measure the temperature and the mass flow of the cooling medium in the cooling circuit 36 via a sixth measuring device 54 before the cooling medium enters the cooling heat exchanger 38. With the aid of a measuring device 56, the temperature and the mass flow of the entering into the heat exchanger 38 external coolant for adjusting the
  • Temperature and the cooling medium of the cooling circuit 36 are measured. With the aid of the measured information, the third valve 40 of the external coolant flow 42 can be set. Furthermore, depending on the measured quantities, the power of the cooling pump 34 can be varied.
  • the control circuit 58 shown in FIG. 2 is designed in a cascaded manner and has an outer first control circuit 60 and an inner second control circuit 62.
  • the first control circuit 60 has a comparison unit 64, in which the outlet temperature of the outlet flow 16 from the crystallizer 12 is compared with a desired value. Based on this comparison, a setpoint for the. Is set by means of a slowly set first PID controller 66
  • Heat exchanger outlet temperature of the heat exchanger outlet flow 22 determined.
  • the temperature of the cooling medium of the cooling circuit 36 entering the heat exchanger 14 is regulated with the aid of a rapidly adjusted second PID controller 68.
  • the heat exchanger outlet temperature is controlled, which in turn has an influence on the crystallization apparatus 12, so that the outlet temperature of the emerging from the crystallizer 12 exit stream 16 can be controlled.
  • a computer unit 70 is provided in the second control circuit 62 which, depending on the mass flow of the feed stream 24 and / or the mass flow of the outlet stream 16, sets a heat exchanger 14
  • Heat exchanger 14 are taken into account, for example, by the heat transfer coefficient k of the heat exchanger 14 is determined. Furthermore, further information can be processed, which are available in particular by the measuring devices 44, 46, 48, 50, 52, 56 provided anyway.
  • the calculated heat exchanger capacity for the heat exchanger 14 is determined by a PT 1 -
  • Regulator 72 passed temporally damped. For this purpose, a correction term is determined, which corrects the output by the first PID controller 66 heat exchanger target exit temperature. Too much variation of the heat exchanger target outlet temperature is thereby avoided.

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Abstract

Ein Verfahren und eine Anlage (10) zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses, der insbesondere zur Herstellung von Bisphenol A verwendet werden kann, weist eine mit einem Kristallisationsapparat (12) im Kreis geschalteten Wärmetauscher (14) auf. Eine Wärmetauscherleistung des Wärmetauschers (14) zur Kühlung eines Austrittsstroms (16) des Installationsapparats (12) wird in Abhängigkeit von einem zugeführten Feedstrom (24) eingestellt, um eine Austrittstemperatur des Austrittsstroms (16) zu regeln. Erfindungsgemäß wird die aktuell benötigte Wärmetauscherleistung rechnerisch ermittelt, wobei die errechnete Wärmetauscherleistung zeitlich gedämpft am Wärmetauscher (14) eingestellt wird. Durch die zeitliche Dämpfung werden große Temperaturunterschiede im Wärmetauscher (14) vermieden, so dass Fouling im Wärmetauscher (14) vermieden wird. Dies führt bei einer verbesserten Regelgüte zu weniger Produktionsausfällen und somit zu einer verbesserten Produktivität.

Description

Verfahren und Anlage zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses, der bei der Herstellung von chemischen Produkten wie beispielsweise Bisphenol A (BPA) verwendet werden kann.
Zur Herstellung kristalliner Produkte ist es bekannt, einen Kristallisationsapparat, in dem die als Produkt gewünschten Kristalle aus einer Lösung gefällt werden, mit einem Wärmetauscher im Kreis zu schalten. Bei dieser als Forced-Circulation-Prinzip bekannten Verschaltung wird eine Suspension mit Hilfe einer Pumpe durch den Wärmeaustauscher und Kristallisationsapparat umgewälzt. Der Wärmeaustauscher kann dabei die zur Unterkühlung der Suspension benötigte Wärme sowie die bei der Kristallisation frei werdende Kristallisationswärme abführen. Durch die durch den Wärmetauscher abgeführte Wärme kann bei einem kontinuierlichen Betrieb die Temperatur im Kristallisationsapparat konstant gehalten werden. Insbesondere für nachfolgende Prozesse, bei denen das kristalline Produkt benötigt wird, ist es wichtig, dass eine
Austrittstemperatur eines aus dem Kristallisationsapparat austretenden Austrittsstroms konstant gehalten wird, da von dem Austrittsstrom ein Produktstrom abgezweigt wird, der das kristalline Produkt einer nachfolgenden Behandlung zuführt. Die Austrittstemperatur des Austrittsstroms wird auch durch einen dem Kreislaufstrom zugeführten Feedstrom beeinflusst.
Da eine Änderung des zugeführten Feedstroms normalerweise sprungartig erfolgt, werden in dem Kristallisationsprozess erhebliche Störungen verursacht, die erst nach einer unbefriedigend langen Zeit beseitigt werden können. Um diese Störungen möglichst gering zu halten, ist es bekannt, aufgrund von Erfahrungswerten die Wärmetauscherleistung des Wärmetauschers manuell einzustellen. Dies führt jedoch dazu, dass im Wärmetauscher erhebliche Temperaturunterschiede zwischen einem Kühlmedium und dem zu kühlenden Kreislaufstrom entstehen, die wiederum zu einem Fouling des Wärmetauschers führen, indem sich beispielsweise auskristallisierte Produkte an den Wärmetauscherwänden ablagern. Da dieses Fouling eine Abnahme des Wärmeübergangskoeffizienten k sowie eine suspensionsseitige Druckverlusterhöhung und entsprechend der Pumpenkennlinie der verwendeten Pumpe eine Abnahme der
Strömungsgeschwindigkeiten sowie eine Schichtbildung bis hin zum Verschluss von suspensionsseitigen Strömungskanälen bewirkt, ist eine wiederholte Regeneration des Wärmetauschers durch Auflösen oder Aufschmelzen der Foulingschichten erforderlich. Durch das Fouling ist es erforderlich, in verhältnismäßig kurzen Zeitabständen den Wärmetauscher zu regenerieren, wodurch der Kristallisationsprozess für den Zeitraum der Regeneration des
Wärmetauschers unterbrochen wird. Dies führt zu Produktionsausfällen und einer geringen Produktivität. Ferner wird durch das Fouling die erreichbare Wärmetauscherleistung verringert, wodurch sich die Steuerung des Kristallisationsprozesses erschwert. Insbesondere können derartige Veränderungen bei der Anwendung von Erfahrungswerten nicht berücksichtigt werden, so dass sich nur eine unzureichende Regelgüte für einen Kristallisationsprozess erreichen lässt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses zu schaffen, bei dem die Regelgüte und die Produktivität verbessert sind.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses, bei dem ein mit einem Kristallisationsapparat im Kreis geschalteter Wärmetauscher vorgesehen wird und eine Wärmetauscherleistung des
Wärmetauschers insbesondere zur Kühlung eines Austrittsstroms des Kristallisationsapparates in
Abhängigkeit von einem zugeführten Feedstrom eingestellt wird, um eine
Kristallisationstemperatur des Kristallisationsapparates und/oder eine Austrittstemperatur des Austrittsstroms zu regeln, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuell benötigte
Wärmetauscherleistung rechnerisch ermittelt wird und die errechnete Wärmetauscherleistung zeitlich gedämpft am Wärmetauscher eingestellt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses wird zunächst ein Kristallisationsapparat mit einem Wärmeaustauscher im
Kreis geschaltet, und ein kontinuierlicher Kreislaufstrom beispielsweise mit einer Pumpe eingestellt. Dieser kontinuierliche Kristallisationsprozess eignet sich insbesondere zur Kühlungskristallisation von Bisphenol A - Phenol Addukt in der Herstellung von Bisphenol A. Bei der kontinuierlichen Kühlungskristallisation ist die Ausbeute an zu kristallisierendem Produkt abhängig von der Kristallisationstemperatur. Bei niedrigeren Temperaturen steigen
Kristallisationsleistung und Ausbeute, entsprechend sinkt die Konzentration in der Mutterlauge. Neben der Ausbeute gibt es weitere Kriterien zur Wahl der Kristallisationstemperatur, beispielsweise einen temperaturabhängigen Einbau von Verunreinigungen in die Produktkristalle, der sich auf die Produktqualität auswirkt. Aus diesen Gründen wird bei der kontinuierlichen Kühlungskristallisation die Kristallisationstemperatur des Kristallisationsapparats und/oder eine
Austrittstemperatur des Austrittsstroms aus dem Kristallisationsapparat geregelt. Hierzu wird am Wärmeaustauscher eine Kühlleistung eingestellt, die im Wesentlichen von der Menge des zugeführten Feedstroms abhängt.
Erfindungsgemäß wird die aktuell benötigte Wärmetauscherleistung rechnerisch ermittelt, wobei die errechnete Wärmetauscherleistung zeitlich gedämpft bei dem Wärmetauscher eingestellt wird. Dadurch, dass in Abhängigkeit des Feedstroms die Wärmetauscherleistung rechnerisch ermittelt wird, ist es möglich, zu einem sehr frühen Zeitpunkt die benötigte Wärmetauscherleistung zu ermitteln, wobei es hierbei insbesondere möglich ist, die Trägheit des Kristallisationsprozesses zu berücksichtigen. Insbesondere ist es möglich, eine durchschnittliche Verweilzeit im Kristallisationsapparat zu berücksichtigen, die bei industriellen Anlagen beispielsweise in einem
Bereich von 30 Minuten bis 10 Stunden liegen kann. Dadurch ist es möglich, im Wege einer Feedforward-Regelung vorausschauend auf die zu erwartende Änderung mit der Wärmetauscherleistung zu reagieren. Allerdings wird die errechnete Wärmetauscherleistung nicht sofort, sondern zeitlich gedämpft im Wärmetauscher eingestellt. Es wird also bewusst träger reagiert, als technisch möglich wäre. Durch die zeitliche Dämpfung werden plötzliche
Temperaturänderungen im Wärmetauscher vermieden, so dass erhebliche Temperaturdifferenzen zwischen dem Kühlmedium des Wärmetauschers und dem Kreislaufstrom vermieden oder zumindest reduziert werden. Dies reduziert Übersättigungsspitzen im Wärmetauscher, die z. B. unmittelbar an einer Rohrwand aufgrund der lokalen Unterkühlung der Suspension auftreten, und eine Feststoffbildung bzw. Kristallisation an den Wärmeübertragungsflächen induzieren. Ein
Fouling des Wärmetauschers durch Aufwachsen von Feststoff an den Wärmeübertragungsflächen kann dadurch deutlich verlangsamt werden. Bei verlangsamtem Fouling können die Regenerationssintervalle für den Wärmetauscher vergrößert werden, wodurch Produktionsausfälle verringert werden und sich die Produktivität verbessert. Ferner kann die auf mathematischen Berechnungen, beispielsweise Energiebilanzen, basierende Feedforward-Regelung wesentlich präziser und schneller auf Störungen im Kristallisationsprozess reagieren, als dies mit Handeingriffen möglich wäre, so dass die Regelgüte verbessert ist. Insbesondere bei der Verwendung von Energiebilanzen bei der Berechnung der Wärmetauscherleistung sind mathematisch explizite Lösungen möglich, so dass gegebenenfalls rechenintensive numerische Iterationsverfahren vermieden werden können. Untersuchungen haben gezeigt, dass eine derartige
Feedforward-Regelung mit zeitlicher Dämpfung im Vergleich zu derselben Feedforward-Regelung ohne zeitliche Dämpfung nur unwesentliche Unterschiede bei der Austrittstemperatur des Austrittsstroms zur Folge hat. Diese geringfügigen Variationen der Austrittstemperatur können jedoch in den nachfolgenden Prozessen normalerweise ohne größere Probleme herausgeregelt werden, so dass noch nicht einmal eine geringfügige Einbuße für die Ausbeute des Endprodukts zu befürchten ist.
Die zeitliche Dämpfung kann mit Hilfe verschiedener Maßnahmen realisiert werden. Beispielsweise kann die Regelung ein Totzeitglied aufweisen, so dass die zeitliche Dämpfung eine Totzeit aufweist. Zusätzlich beziehungsweise alternativ kann die Wärmetauscherleisrung bei einer sprungförmigen Änderung des Feedstroms im Wesentlichen integral variiert werden, so dass sich die Wärmetauscherleistung im Wesentlichen rampenförmig ändert. Zusätzlich beziehungsweise altemativ kann ein proportionales Übertragungsverhalten mit Verzögerung vorgesehen werden, das insbesondere ein im Wesentlichen PT1 -Verhalten (Verzögerungsglied mit Zeitverzögerung 1. Ordnung) aufweist.
Besonders bevorzugt wird bei der zeitlichen Dämpfung der zugefuhrte Feedstrom im Vergleich zur
Austrittstemperatur stärker berücksichtigt. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass beim kontinuierlichen Betrieb des Kristallisationsprozesses immer gewisse systembedingte Temperaturschwankungen auftreten, die nicht notwendigerweise einen Eingriff erforderlich machen, da sich diese Temperaturschwankungen im Kristallisationsapparat selbst korrigieren können. Ferner kann berücksichtigt werden, dass eine Änderung des Feedstroms normalerweise plötzlich auftritt und eine starke Änderung erfährt, da beispielsweise die gewünschte Produktionsmenge manuell geändert wurde. Dadurch, dass eine derartige Änderung zeitlich stärker gedämpft wird, kann eine zu starke Reaktion des Wärmetauschers vermieden werden, so dass die Gefahr von Fouling im Wärmetauscher reduziert ist und eine lange Betriebszeit des Wärmetauschers gewährleistet werden kann.
Besonders bevorzugt wird die zeitliche Dämpfung über kaskadierte Regelkreise erreicht. Insbesondere kann für die zeitliche Dämpfung mit Hilfe eines ersten Regelkreises in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Kristallisationsapparates eine Wärmetauscher- Sollaustrittstemperatur geregelt werden. Mit Hilfe eines zweiten Regelkreises kann in
Abhängigkeit von dem Feedstrom ein Korrekturterm zur zeitlichen Dämpfung der von dem ersten Regelkreis geregelten Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur geregelt werden. Dadurch können mit Hilfe des ersten Regelkreises im kontinuierlichen Betrieb die üblicherweise auftretenden Temperaturschwankungen der Austrittstemperatur ausgeglichen werden. Da in diesem Betriebsmodus eine Variation des Feedstroms im Wesentlichen nicht erfolgt, hat der zweite
Regelkreis im Wesentlichen keinen Einfluss. Wenn jedoch der kontinuierliche Betrieb gestört wird, indem die Menge des zugeführten Feedstroms deutlich erhöht oder deutlich verringert wird, verhindert der zweite Regelkreis, dass der für den kontinuierlichen Betrieb optimierte erste Regelkreis die Wärmetauscherleistung des Wärmetauschers zu stark ändert. Durch den zeitlichen gedämpften Korrekturterm kann die Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur derart eingestellt werden, dass die Wahrscheinlichkeit von Fouling im Wärmetauscher verringert wird.
Die Berechnung der Wärmetauscherleistung, die gerade erforderlich ist oder zu einem definierten späteren Zeitpunkt erforderlich ist, kann mit Hilfe von Energiebilanzen erfolgen. Hierfür wird insbesondere der Massenstrom und die Temperatur eines vom Kristallisationsapparat kommenden und in dem Wärmetauscher eintretenden Wärmetauscherstroms berücksichtigt. Der Massenstrom und die Temperatur des Wärmetauscherstroms kann insbesondere berechnet werden. Da zur Regelung der Austrittstemperatur des Austrittsstroms die tatsächliche Ist-Austrittstemperatur des Austrittsstroms gemessen wird, kann anhand von Erfahrungswerten oder der Berechnung von Leitungsverlusten ermittelt werden, welche Temperatur der Wärmetauscherstrom beim Eintritt in den Wärmetauscher haben wird. Ferner sind üblicherweise der Massenstrom des zugeführten Feedstroms und der Massenstrom des abgeführten Produktstroms bekannt, so dass der
Massenstrom des in den Wärmetauscher eintretenden Wärmetauscherstroms berechnet werden kann. Ferner ist es möglich, das Verhalten des Kristallisationsapparats empirisch abzuschätzen oder zu simulieren, so dass es bereits ausreichen kann, die Temperatur und den Massenstrom des zugeführten Feedstroms zu kennen, um den Massenstrom und die Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Wärmetauscherstroms zu berechnen. Somit ist es möglich, die
Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur, die zur Regelung der Austrittstemperatur erforderlich ist, zu berechnen und in Kenntnis des Massenstroms eine Temperatur des in den Wärmetauscher eintretenden Wärmetauscherstroms und die erforderliche Wärmetauscherleistung sehr exakt zu bestimmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei der Berechnung der Wärmetauscherleistung der Foulingzustand des Wärmetauschers berücksichtigt. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass ein Wärmeübergangskoeffϊzient k des Wärmetauschers berücksichtigt wird. Der Wärmeübergangskoeffizient k kann insbesondere dadurch ermittelt werden, dass eine theoretisch errechnete Wärmetauscheraustrittstemperatur mit einer tatsächlich gemessenen
Wärmetauscheraustrittstemperatur verglichen wird. Auf Grundlage dieses Vergleichs kann der Wärmeübergangskoeffizient k bestimmt werden, der erforderlich ist, damit die errechnete Wärmetauscheraustrittstemperatur mit der gemessenen Wärmetauscheraustrittstemperatur übereinstimmt. Insbesondere ist es dadurch auch möglich, den Foulingzustand des Wärmetauschers anhand eines einzigen zum Foulingzustand proportionalen Parameters bestimmen und anzeigen zu können. Dadurch ist es möglich, erst dann eine Wartung und eine Regeneration des Wärmetauschers vorzunehmen, wenn der Wärmeübergangskoeffizient k außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt. Eine Vorgabe zeitlich fixierter Wartungsintervalle ist nicht erforderlich. Stattdessen erfolgt eine Wartung erst dann, wenn sie auch tatsächlich erforderlich ist. Insbesondere kann der zeitliche Verlauf des Wärmeübergangskoeffϊzienten k extrapoliert werden, so dass der ungefähre Zeitpunkt für die nächste Wartung des Wärmetauschers bereits im Vorfeld abgeschätzt werden kann.
Um die Wärmetauscherleistung des Wärmetauschers einzustellen, ist insbesondere vorgesehen, eine Kühltemperatur und/oder Kühlmenge eines Kühlmediums für den Wärmetauscher zu regeln.
Hierzu können beispielsweise zwei oder mehr Kühlquellen auf verschiedene Kühlniveaus zu- und/oder abgeschaltet werden, um die Kühltemperatur und/oder Kühlmenge des Kühlmediums zu verändern. Ferner kann die Leistung einer Kühlpumpe für das Kühlmedium variiert werden, um den Durchsatz des Kühlmediums zu verändern. Besonders bevorzugt erfolgt die Regelung der Kühltemperatur und/oder der Kühlmenge des Kühlmediums mit Hilfe eines dritten Regelkreises, der in Abhängigkeit von der zeitlich gedämpften Wärmetauscherleistung die Kühltemperatur und/oder die Kühlmenge des Kühlmediums regelt. Dies ermöglicht eine besonders vorausschauende Regelung, da beispielsweise die Information eines sich ändernden Feedstroms bereits bei dem Kühlmedium für den Wärmetauscher genutzt werden kann. Dies ist insbesondere hilfreich, falls zur Bereitstellung von ausreichend Kälte zusätzliche Apparate benötigt werden, die erst zu- beziehungsweise abgeschaltet werden müssen und hierfür zeitlicher Vorlauf benötigt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses, der insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens geeignet ist und/oder, wie anhand des vorstehend beschriebenen Verfahrens erläutert, aus- und weitergebildet sein kann. Die Anlage kann insbesondere zur Herstellung von Bisphenol A (BPA) verwendet werden. Die Anlage weist einen Kristallisationsapparat auf, der mit einem
Wärmetauscher zur Kühlung eines Austrittsstroms des Kristallisationsapparats im Kreis geschaltet ist. Zur Regelung einer Austrittstemperatur des Austrittsstroms und/oder einer Kristallisationstemperatur des Kristallisationsapparats ist eine Wärmetauscherleistung des Wärmetauschers in Abhängigkeit von einem zugeführten Feedstrom mit Hilfe einer Einstelleinheit einstellbar. Erfindungsgemäß ist mindestens eine Rechnereinheit vorgesehen, welche die aktuell benötigte Wärmetauscherleistung rechnerisch ermittelt und die errechnete Wärmetauscherleistung derart an die Einstelleinheit weiterleitet, dass die errechnete Wärmetauscherleistung zeitlich gedämpft am Wärmetauscher einstellbar ist.
Durch die zeitliche Dämpfung der am Wärmetauscher einzustellenden Wärmetauscherleistung werden große Temperaturunterschiede innerhalb des Wärmetauschers vermieden, wodurch ein Fouling des Wärmetauschers vermieden oder zumindest reduziert ist. Da eine Wartung und Regeneration des Wärmetauschers dadurch seltener erforderlich ist, sind Produktionsausfälle vermieden und die Produktivität erhöht. Ferner wird durch die mit der Einstelleinheit verbundene Rechnereinheit die Regelgüte des Kristallisationsprozesses verbessert, da manuelle Stelleingriffe vermieden werden können.
Für die zeitliche Dämpfung ist insbesondere ein erster Regelkreis zur Regelung einer Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Kristallisationsapparates vorgesehen. Der erste Regelkreis kann insbesondere mindestens einen
PID-Regler aufweisen. Ferner kann ein zweiter Regelkreis zur Regelung eines Korrekturterms zur zeitlichen Dämpfung der von dem ersten Regelkreis geregelten Wärmetauscher- Sollaustrittstemperatur in Abhängigkeit von dem Feedstrom vorgesehen sein. Der zweite Regelkreis weist insbesondere einen PT] -Regler auf. Besonders bevorzugt weist der erste Regelkreis einen ersten Regler, insbesondere PID-Regler, zur Regelung der Wärmetauscher- Sollaustrittstemperatur auf. Ferner kann in dem ersten Regelkreis ein zweiter Regler, insbesondere PID-Regler, zur Regelung einer Kühltemperatur und/oder Kühlmenge eines Kühlmediums für den
Wärmetauscher vorgesehen sein. Insbesondere reagiert der erste Regler langsamer als der zweite Regler. Dadurch, dass der erste Regler eher langsam reagiert, werden zu starke Temperaturunterschiede im Wärmetauscher vermieden, die ansonsten zu Fouling führen können. Da das Kühlmedium jedoch keine auskristallisierbaren Stoffe enthalten muss, können zur Regelung der Temperatur des Kühlmediums durchaus große Temperaturunterschiede vorgesehen werden.
Der schnellere zweite Regler führt somit dazu, dass möglichst schnell die benötigte Temperatur und/oder Kühlmenge des Kühlmediums bereitgestellt wird, ohne dass hierbei ein Fouling zu befürchten ist.
Vorzugsweise weist der zweite Regelkreis einen dritten Regler; insbesondere PT]-Regler auf, der als Regelparameter insbesondere eine Zeitkonstante aufweist. Die Regelparameter, insbesondere ein T1 -Glied, können in Abhängigkeit von dem Foulingzustand des Wärmetauschers und/oder in Abhängigkeit von einem Wärmeübergangskoeffizienten k des Wärmetauschers einstellbar sein. Dies ermöglicht es, den sich über die Betriebsdauer ändernden Foulingzustand des Wärmetauschers bei der Regelung zu berücksichtigen.
Besonders bevorzugt weist die Anlage ein Temperaturmessgerät auf, mit dessen Hilfe eine Wärmetauscheraustrittstemperatur gemessen werden kann. Mit Hilfe der Rechnereinheit kann die gemessene Wärmetauscheraustrittstemperatur mit einer von der Rechnereinheit rechnerisch ermittelten Wärmetauscheraustrittstemperatur verglichen werden. Durch diesen Vergleich kann der
Foulingzustand des Wärmetauschers oder der Wärmeübergangskoeffizient k des Wärmetauschers ermittelt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anlage und
Fig. 2 eine schematische Regelkreis-Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die in Fig. 1 dargestellte Anlage 10 weist einen Kristallisationsapparat 12 auf, der mit einem Wärmetauscher 14 im Kreis geschaltet ist. Aus dem Kristallisationsapparat 12 tritt ein Austrittsstrom 16 aus, der sich in einen Produktstrom 18 und einen Wärmetauscherstrom 20 verzweigt. Der Wärmetauscherstrom 20 mündet in den Wärmetauscher 14. Von dem Wärmetauscher 14 fließt ein Wärmetauscheraustrittsstrom 22 bis zum Kristallisationsapparat 12.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird dem Wärmetauscheraustrittsstrom 22 ein Feedstrom 24 zugeführt. Der Feedstrom 24 kann aber auch dem Wärmetauscherstrom 20 zugeführt werden. Durch den Austrittsstrom 16, den Wärmetauscherstrom 20 und den Wärmetauscheraustrittsstrom 22 wird ein Kreislauf 26 gebildet, in dem eine Pumpe 28 angeordnet ist, um die im Kreislauf 26 befindliche Suspension zu fördern.
Die Menge des Feedstroms 24, das heißt insbesondere der Massenstrom, kann durch ein im Feedstrom 24 angeordnetes erstes Ventil 30 eingestellt werden. Der Produktstrom 18 kann beispielsweise anstelle des ersten Ventils 30 ein zweites Ventil 32 aufweisen, um die aus dem Kreislauf 26 entnommene Produktmenge einzustellen. Da die Anlage insbesondere komplett gefüllt ist, wird im kontinuierlichen Betrieb über den Produktstrom 18 genau soviel Fluid aus dem Kreislauf 26 herausgefordert, wie über den Feedstrom 24 dem Kreislauf 26 zugeführt wird.
Das über den Kreislauf 26 mit dem Wärmetauscher 14 zugeführte Medium wird in dem Wärmetauscher 14 mit Hilfe eines Kühlmediums gekühlt, das mit Hilfe einer Kühlpumpe 34 in einem Kühlkreislauf 36 im Kreis gefördert wird. In dem Kühlkreislauf 36 ist ein
Kühlwärmetauscher 38 angeordnet, mit dessen Hilfe das Kühlmedium auf eine definierte
Temperatur geregelt werden kann. Über ein drittes Ventil 40 kann über eine externe Kühlleitung 42 ein externes Kühlmittel zur Kühlung des Kühlmediums durch den Kühlwärmetauscher 38 gefördert werden.
Mit Hilfe eines ersten Messgeräts 44 wird die Austrittstemperatur des Austrittsstroms 16 gemessen, die von dem erfindungsgemäßen Verfahren geregelt werden soll. Mit Hilfe eines zweiten Messgeräts 46 werden die Temperatur und der Massenstrom des Feedstroms 24 gemessen, um mit Hilfe dieser Information für den Wärmetauscher 14 die erforderlichen Stellgrößen berechnen zu können. Um die Qualität der Regelung zu verbessern, können am Eingang des Wärmetauschers 14 mit Hilfe eines dritten Messgeräts 48 die Temperatur und der Massenstrom des Wärmetauscherstroms 20 gemessen werden. Um den Erfolg der Regelung überprüfen zu können, kann am Ausgang des Wärmetauschers 14 mit Hilfe eines vierten Messgeräts 50 die Temperatur des Wärmetauscheraustrittsstroms 22 gemessen werden. Zur Regelung der Austrittstemperatur des
Austrittsstroms 16 wird insbesondere die Temperatur des in dem Wärmetauscher 14 eintretenden Kühlmediums des Kühlkreislaufs 36 eingestellt, wobei diese Temperatur mit Hilfe eines fünften Messgeräts 52 gemessen werden kann. Da diese Temperatur über den Kühlwärmetauscher 38 eingestellt werden soll, bietet es sich an, über ein sechstes Messgerät 54 die Temperatur und den Massenstrom des Kühlmediums im Kühlkreislauf 36 zu messen, bevor das Kühlmedium in den Kühl Wärmetauscher 38 eintritt. Mit Hilfe eines Messgeräts 56 kann die Temperatur und der Massenstrom des in den Wärmetauscher 38 eintretenden externen Kühlmittels zur Einstellung der
Temperatur und des Kühlmediums des Kühlkreislaufs 36 gemessen werden. Mit Hilfe der gemessenen Information kann das dritte Ventil 40 des externen Kühlmittelstroms 42 gestellt werden. Ferner kann in Abhängigkeit der gemessenen Größen die Leistung der Kühlpumpe 34 variiert werden.
Der in Fig. 2 dargestellte Regelkreis 58 ist kaskadiert ausgestaltet und weist einen äußeren ersten Regelkreis 60 und einen inneren zweiten Regelkreis 62 auf. Der erste Regelkreis 60 weist eine Vergleichseinheit 64 auf, in der die Austrittstemperatur des Austrittsstroms 16 von dem Kristallisationsapparat 12 mit einem Sollwert verglichen wird. Auf Grundlage dieses Vergleichs wird mit Hilfe eines langsam eingestellten ersten PID-Reglers 66 ein Sollwert für die
Wärmetauscheraustrittstemperatur des Wärmetauscheraustrittsstroms 22 ermittelt. Um diese Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur erreichen zu können, wird mit Hilfe eines schnell eingestellten zweiten PID-Reglers 68 die in den Wärmetauscher 14 eintretende Temperatur des Kühlmediums des Kühlkreislaufes 36 geregelt. Durch die Regelung der Temperatur des Kühlmediums wird die Wärmetauscher-Austrittstemperatur geregelt, die wiederum Einfluss auf den Kristallisationsapparat 12 hat, so dass die Austrittstemperatur des aus dem Kristallisationsapparat 12 austretenden Austrittsstroms 16 geregelt werden kann.
Um im Wärmetauscher 14 Fouling zu vermeiden, ist in dem zweiten Regelkreis 62 eine Rechnereinheit 70 vorgesehen, die in Abhängigkeit des Massenstroms des Feedstroms 24 und/oder des Massenstroms des Austrittsstroms 16 eine beim Wärmetauscher 14 einzustellende
Wärmetauscherleistung berechnet. Hierbei kann insbesondere der Foulingzustand des
Wärmetauschers 14 berücksichtigt werden, indem beispielsweise der Wärmeübergangskoeffizient k des Wärmetauschers 14 ermittelt wird. Ferner können weitere Informationen verarbeitet werden, die insbesondere durch die sowieso vorgesehenen Messgeräte 44, 46, 48, 50, 52, 56 zur Verfügung stehen. Die errechnete Wärmetauscherleistung für den Wärmetauscher 14 wird über einen PT1-
Regler 72 zeitlich gedämpft weitergegeben. Hierzu wird ein Korrekturterm ermittelt, der die von erstem PID-Regler 66 ausgegebene Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur korrigiert. Eine zu starke Variation der Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur wird dadurch vermieden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses, insbesondere zur
Herstellung von Bisphenol A, bei dem
ein mit einem Kristallisationsapparat (12) im Kreis geschalteter Wärmetauscher (14) vorgesehen wird und
eine Wärmetauscherleistung des Wärmetauschers (14) insbesondere zur Kühlung eines Austrittsstroms (16) des Kristallisationsapparates (12) in Abhängigkeit von einem zugeführten Feedstrom (24) eingestellt wird, um eine Kristallisationstemperatur des Kristallisationsapparates (12) und/oder eine Austrittstemperatur des Austrittsstroms (16) zu regeln,
dadurch gekennzeichnet, dass
die aktuell benötigte Wärmetauscherleistung rechnerisch ermittelt wird und die errechnete Wärmetauscherleisrung zeitlich gedämpft am Wärmetauscher (14) eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Dämpfung eine
Totzeit und/oder eine im Wesentlichen integrale Variation der einzustellenden Wärmetauscherleistung und/oder ein proportionales Übertragungsverhalten mit Verzögerung in Form eines im Wesentlichen PTj -Verhaltens aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der zeitlichen
Dämpfung der zugeführte Feedstrom (24) im Vergleich zur Austrittstemperatur stärker berücksichtigt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die zeitliche Dämpfung mit Hilfe eines ersten Regelkreises (60) in Abhängigkeit von der
Austrittstemperatur des Kristallisationsapparates (12) eine Wärmetauscher- Sollaustrittstemperatur geregelt wird und mit Hilfe eines zweiten Regelkreises (62) in Abhängigkeit von dem Feedstrom (24) ein Korrekturterm zur zeitlichen Dämpfung der von dem ersten Regelkreis (60) geregelten Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur geregelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Wärmetauscherleistung mit Hilfe von Energiebilanzen erfolgt, wobei insbesondere der Massenstrom und die Temperatur eines vom Kristallisationsapparat (12) kommenden und in den Wärmetauscher (14) eintretenden Wärmetauscherstroms (20) berechnet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der Wärmetauscherleistung ein Foulingzustand des Wärmetauschers (14) berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berücksichtigung des Foulingzustands ein Wärmeübergangskoeffizient k des Wärmetauschers (14) berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübergangskoeffizient k durch einen Vergleich einer errechneten Wärmetauscheraustrittstemperatur und einer gemessenen Wärmetauscheraustrittstemperatur ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Wärmetauscherleistung eine Kühltemperatur und/oder Kühlmenge eines Kühlmediums für den Wärmetauscher (14) geregelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Regelkreis zur Regelung der Kühltemperatur und/oder Kühlmenge des Kühlmediums in Abhängigkeit von der zeitlich gedämpften Wärmetauscherleistung vorgesehen ist.
11. Anlage zur Regelung eines kontinuierlichen Kristallisationsprozesses, insbesondere zur Herstellung von Bisphenol A, mit
einem Kristallisationsapparat (12) und
einem mit dem Kristallisationsapparat (12) im Kreis geschalteten Wärmetauscher (14) insbesondere zur Kühlung eines Austrittsstroms (16) des Kristallisationsapparates (12), wobei zur Regelung einer Kristallisationstemperatur des Kristallisationsapparates (12) und/oder einer Austrittstemperatur des Austrittsstroms (16) eine Wärmetauscherleistung des Wärmetauschers (14) in Abhängigkeit von einem zugeführten Feedstrom (24) mit Hilfe einer Einstelleinheit (40) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Rechnereinheit (70) vorgesehen ist, die die aktuell benötigte Wärmetauscherleistung rechnerisch ermittelt und die errechnete Wärmetauscherleistung derart an die Einstelleinheit (40) weiterleitet, dass die errechnete Wärmetauscherleistung zeitlich gedämpft am Wärmetauscher (14) einstellbar ist.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die zeitliche Dämpfung ein erster Regelkreises (60) zur Regelung einer Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur in
Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Kristallisationsapparates (12) und ein zweiter Regelkreises (62) zur Regelung eines Korrekturterms zur zeitlichen Dämpfung der von dem ersten Regelkreis (60) geregelten Wärmetauscher-Sollaustrittstemperatur in Abhängigkeit von dem Feedstrom (24) vorgesehen sind.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Regelkreis (60) einen ersten Regler (66), insbesondere PID-Regler, zur Regelung der Wärmetauscher- Sollaustrittstemperatur und einen zweiten Regler (68), insbesondere PID-Regler, zur Regelung einer Kühltemperatur und/oder Kühlmenge eines Kühlmediums für den Wärmetauscher (14) aufweist, wobei der erste Regler (66) langsamer reagiert als der zweite Regler (68).
14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Regelkreis (62) einen dritten Regler (72), insbesondere PTi -Regler, aufweist, wobei der dritte Regler (72) Regelparameter, insbesondere eine Zeitkonstante, aufweist, die insbesondere in
Abhängigkeit von einem Foulingzustand des Wärmetauschers (14) und/oder in Abhängigkeit von einem Wärmeübergangskoeffizient k des Wärmetauschers (14) einstellbar sind.
15. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Temperaturmessgerät (50) zur Messung einer Wärmetauscheraustrittstemperatur vorgesehen ist und die gemessene Wärmetauscheraustrittstemperatur mit Hilfe der Rechnereinheit (70) mit einer von der Rechnereinheit (70) rechnerisch ermittelten Wärmetauscheraustrittstemperatur vergleichbar ist, um einen Foulingzustand des Wärmetauschers (14) und/oder einen Wärmeübergangskoeffizient k des Wärmetauschers
(14) zu ermitteln.
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