JPH0612131A - 熱分離プロセスにおける濃度の制御 - Google Patents

熱分離プロセスにおける濃度の制御

Info

Publication number
JPH0612131A
JPH0612131A JP5040645A JP4064593A JPH0612131A JP H0612131 A JPH0612131 A JP H0612131A JP 5040645 A JP5040645 A JP 5040645A JP 4064593 A JP4064593 A JP 4064593A JP H0612131 A JPH0612131 A JP H0612131A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
pressure
column
concentration
actual
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.)
Pending
Application number
JP5040645A
Other languages
English (en)
Inventor
Franz F Rhiel
フランツ・フエルデイナント・リール
Guenther Weymans
ギユンター・バイマンス
Said Mahiout
サイト・マーイオウト
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.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of JPH0612131A publication Critical patent/JPH0612131A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/42Regulation; Control
    • B01D3/4211Regulation; Control of columns
    • B01D3/4283Bottom stream
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S203/00Distillation: processes, separatory
    • Y10S203/19Sidestream

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、制御信号として非線形の圧力補償
された温度を使用する、プロセス技術操作における -
優先的には熱分離技術における - 濃度を制御する方法
に関する。 【効果】 この方法は、広い操作範囲内で柔軟に使用す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】熱分離プロセスにおいて直接オンラインで
は測定することができない濃度の制御のためには、多く
の場合には置換(substitute)制御された変
数として温度が使用される。制御される変数である“濃
度”と十分に良好な相関を得るために、過去においては
圧力補償された温度の概念がしばしば用いられてきた
が、そこでは圧力変動によって引き起こされる温度変化
が考慮されそして残りの温度変化が制御される濃度のよ
り良い標準(gauge)となる(例えばF.F.Rh
iel,R.Perne,S.Pauen及びF.St
effens、“蒸留カラムのためのモデルベースの制
御システム”、Maastrich,DYCORD+
’89、31〜35頁参照)。
【0002】この概念は、蒸留カラムにおけるサンプ
(sump)濃度を制御する分野において特に有用な用
途を見い出した。しかしながら、限定された操作範囲及
び常圧より高い圧力への限定のために、この制御方法
は、不幸にも、限られた程度までしか使用することがで
きない。
【0003】一般に、ポリマーの製造において一定の制
御された反応を達成する問題は、圧力及び温度における
プロセス関連の変動並びに圧力及び温度における撹乱が
ポリマーの品質の恒常性に影響を与えるすべての重合、
重縮合及び重付加プロセスに当て嵌まる。慣用の制御概
念は、一般に、それらがプロセスのトレンドを認識する
のが遅すぎそしてかくして変数を補正することによって
製造プロセス中へ即座に介在することを可能にしないと
いう欠点を有する。
【0004】DE 36 27 287中に記述された
方法によってこれらの欠点の幾つかを克服するための試
みが為された。この方法においては、特にポリ塩化ビニ
ルの連続的製造のために、反応器の内部温度を冷却水の
量によって制御し、そして活性化剤溶液の流入量を冷却
水還流温度によって制御し、これによって重合温度を固
定された値で一定に維持し、そして重合圧力を常に塩化
ビニルの飽和圧力未満に留めそして液状塩化ビニルの流
入量の細かな調節によって変える。
【0005】熱分離プロセスにおいて以前に知られてい
る制御概念の欠点を克服するために、本発明の技術的目
標は、真空及び低圧範囲においても付加的に用いること
ができ、そして高いレベルの柔軟性を有しそしてまた他
のプロセス技術操作のためにも使用することができる、
広い操作範囲のための新しい制御原理を発見することで
あった。
【0006】本発明の主題は、関数T*=f(T,P)
〔式中、T及びPは分離装置中で測定された温度及び圧
力値である〕を少なくとも一つの濃度のための置換制御
された変数として使用する、熱分離装置の出口で多成分
混合物の濃度を制御する方法であり、そして本発明に従
うと、関数f(T,P)は以下の式:
【0007】
【数2】 f(T,P)=T−A1/(A2−log(P)) 〔式中、定数A1及びA2は、制御手順の開始前に経験
的に決定される〕に従って形成される。
【0008】関数T*=f(T,P)は、以下において
は圧力補償された温度と呼ばれるであろう。
【0009】本発明の利点の幾つかは、 a)新しい制御手順の操作範囲は、圧力範囲(P)及び
温度範囲(T)に関して限定されない。
【0010】b)この制御手順は批評的ではない;実質
的な撹乱の場合でさえ介在が容易に可能である。
【0011】c)簡単な制御機を使用することができ
る。
【0012】d)このプロセスは、エネルギーの低い使
用で生成物の仕様への正確な堅持を容易にしそしてそれ
故経済的に好ましい。
【0013】ことにある。
【0014】熱分離技術の分野からの操作、かくして蒸
留及び精留プロセスは、適切なプロセス技術操作を構成
する。蒸留カラムは、例えば、バブル板カラム、充填カ
ラム、篩板カラムから成る。
【0015】物質システムは、2以上の物質成分、特に
1つの成分が他のものよりも低い沸点を有するような濃
度比の3〜7物質成分から成る。適切な物質成分は、液
体または気体の形であり、有機または無機であり、そし
てポリマー、オリゴマー及び低分子物質の全部から成っ
て良い。
【0016】例は、ベンゼン、モノエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、非プロトン性非極性溶媒、
重縮合物、ポリウレタン及びそれらの主要成分、重合物
及びその他の重付加生成物、炭酸ジアルキル、亜硝酸メ
チルを含む。
【0017】温度Tは、以前に知られている方法に従っ
て選ばれる、制御されるシステム区分の点で、例えば蒸
留カラムの放散段階または濃縮段階で測定される。
【0018】圧力Pは、システム区分に関するこの温度
測定点の幾何的に近くで、例えば同じ蒸留板の上でまた
はそれから3枚の板までで検出される。かくしてPは測
定された温度Tと物理的に関連する。
【0019】量A1、A2及び理論的な値T*(理論
的)を決定するためには、標準的な手順は、異なる時間
でそして興味がある操作範囲内で制御されるシステム区
分に関して温度T1、T2...及び対応する圧力P
1、P2...を実験的に決定することである。考慮さ
れる操作範囲が広ければ広いほど、全体の操作範囲にわ
たって選ばれる、それだけ多くの測定点Ti及びPiが
決定される。一般的には3〜10の測定値Ti及びPi
が取られる。
【0020】本発明による関数f(T,P)に従って、
定数A1及びA2並びにT*(ゾル(soll))をこ
れらの測定値を使用して回帰によって決定する。
【0021】適切な制御器は、P制御器、PI制御器、
PID制御器、開閉制御器、ヒステリシス付き及び無し
の2点制御器、ヒステリシス付き及び無しの3点制御
器、カスケード制御器、適応制御器、状態制御器、周波
数依存制御器、非線形制御器、予言制御器、モデル支持
制御器、多価制御器、減結合制御器を含む。
【0022】温度Tを測定するための適切なセンサー
は、温度計、熱電対、抵抗温度計、PT100、赤外測
定器を含む。
【0023】
【実施例】図面を参照して説明される以下の実施例は、
蒸留機能のための本発明による方法の有用性を例示す
る。
【0024】本発明による実施例 水、ジメチルホルムアミド(DMF)及び蟻酸(AS)
から成る三元混合物を、蒸留カラム1(図1)において
分離するものとする。2でカラム中に流入する物質シス
テムの濃度は: 水: 13〜17重量%、 DMF: 83〜87重量%、及び AS: 100〜5000重量ppm である。流入量の変動は30〜100%の範囲である。
【0025】このカラムは、カラムの塔頂3で製造され
る水が約50重量ppmのDMF成分を含むようなやり
方で操作されるものとする。塔底4から排出されるDM
F及びAS生成物は500ppm未満の水含量を有する
ものとする。
【0026】所定の生成物仕様がエネルギーの最小の使
用で堅持されるようなやり方で、記述された条件下でカ
ラムが操作されるものとする。
【0027】塔底生成物中の水濃度を制御するために、
測定点5でその時測定される圧力及び温度値から決定さ
れる圧力補償された温度T*を、置換制御された変数と
して使用するものとする。
【0028】量A1及びA2を決定するために、測定点
5でそれぞれの定常状態において一定の水濃度が得られ
るようなやり方で、カラムをまず異なる荷重の下で操作
した。以下の圧力及び温度値が測定された: 圧力(mbar) 150 180 210 250 280 300 温度(℃) 89.7 94.4 98.6 103.4 106.6 108.6 これらの対の値から、回帰によって: A1=1377、A2=7.010678 であると決定された。
【0029】要求される一定の水濃度に関しては、圧力
補償された温度に関して以下の理論値が計算された: T*(理論)=78.2℃。
【0030】圧力補償された温度の実際の値T*(実
際)は、以下の式に従ってその時の圧力及び温度測定値
から各々の場合において決定される: (1)T*(実際)=T−1377/(7.01067
8−log(P))。
【0031】この式において、Tは℃でのその時測定さ
れた温度であり、そしてPはmbarで関係付けてその
時測定された圧力である。(1)に従ってコンピュータ
ー9によって計算された実際値T*(実際)及び理論値
T*(理論)をPID制御器6に供給する。この制御器
はスチームの量(制御弁7)によってそして塔底での加
熱力を経由して熱交換器8によってカラムに作用する。
【0032】この制御装置を使用して、塔底生成物中の
水濃度を非常に狭い限度内に保持しそしてかくしてカラ
ムを仕様限度の近くで操作することが可能であった。図
表(図2)は、関係する圧力と一緒にその時測定された
温度の、そして圧力補償された温度の、(1)に従って
それから決定された、実際値の、時間の関数としての、
曲線を示す。この図表は、圧力及び温度と比較して非常
に不動な圧力補償された温度の曲線を示している。これ
は、カラムが仕様限度に近い非常に安定でかつ不動な状
態でそしてエネルギーの最小の使用で操作することがで
きることを示す。
【0033】本発明によらない実施例 本発明に従って使用される関数f(T,P)の代わり
に、式
【0034】
【数3】f(T,P)=T−a1xP に従った線形の圧力補償された温度を使用する。これ
は、200ppm以上の水濃度の逸脱を示した。この逸
脱及びカラムの安定でない操作のために、操作点は仕様
限度から更に外れた。エネルギー消費は、本発明による
実施例よりも少なくとも10%高かった。
【0035】本発明の主なる特徴及び態様は以下の通り
である。
【0036】1)関数T*=f(T,P)〔式中、Tは
測定された温度でありそしてPは測定された圧力であ
る〕を少なくとも一つの濃度のための置換制御された変
数として使用する、熱分離装置の出口で多成分混合物の
濃度を制御する方法であって、関数f(T,P)を以下
の式:
【0037】
【数4】 f(T,P)=T−A1/(A2−log(P)) 〔式中、A1及びA2は、制御手順の開始前に経験的に
決定される〕に従って形成することを特徴とする方法。
【0038】2)制御手順が蒸留プロセスにおいて使用
されることを特徴とする、上記1に記載の方法。
【0039】3)制御手順が精留プロセスにおいて使用
されることを特徴とする、上記1に記載の方法。
【0040】4)多成分混合物が少なくとも二種の成分
を含むことを特徴とする、上記1から3のいずれか一つ
に記載の方法。
【0041】5)多成分混合物の主要成分がジメチルホ
ルムアミド、水及び蟻酸であることを特徴とする、上記
1から4のいずれか一つに記載の方法。
【0042】6)関数f(T,P)中の量A1が100
0〜2000の値を有することを特徴とする、上記1か
ら5のいずれか一つに記載の方法。
【0043】7)関数f(T,P)中の量A2が2〜1
0の値を有することを特徴とする、上記1から6のいず
れか一つに記載の方法。
【0044】8)蒸留カラムとして篩板カラムを使用す
ることを特徴とする、上記2に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による制御サイクルを有する蒸留カラム
を示す。
【図2】上で記述されたプロセス実施例における時間の
関数としての、測定された量T及びP並びに制御された
変数として使用される圧力補償された温度T*=f
(T,P)を示す。
【符号の説明】
1 蒸留カラム 6 制御器 7 制御弁 8 熱交換器 9 コンピューター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 11/36 501 F 7531−3H G05D 11/13 D 7314−3H B 7314−3H 21/00 A 7314−3H (72)発明者 ギユンター・バイマンス ドイツ連邦共和国デー5090レーフエルクー ゼン・ケルナーシユトラーセ5 (72)発明者 サイト・マーイオウト ドイツ連邦共和国デー5060ベルギツシユグ ラートバツハ2・ロゲンアツカー5

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 関数T*=f(T,P)〔式中、Tは測
    定された温度でありそしてPは測定された圧力である〕
    を少なくとも一つの濃度のための置換制御された変数と
    して使用する、熱分離装置の出口で多成分混合物の濃度
    を制御する方法であって、関数f(T,P)を以下の
    式: 【数1】 f(T,P)=T−A1/(A2−log(P)) 〔式中、 A1及びA2は、制御手順の開始前に経験的に決定され
    る〕に従って形成することを特徴とする方法。
JP5040645A 1992-02-12 1993-02-05 熱分離プロセスにおける濃度の制御 Pending JPH0612131A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4203999.1 1992-02-12
DE4203999A DE4203999A1 (de) 1992-02-12 1992-02-12 Regelung von konzentrationen bei thermischen trennverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0612131A true JPH0612131A (ja) 1994-01-21

Family

ID=6451434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5040645A Pending JPH0612131A (ja) 1992-02-12 1993-02-05 熱分離プロセスにおける濃度の制御

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5368699A (ja)
EP (1) EP0555714B1 (ja)
JP (1) JPH0612131A (ja)
DE (2) DE4203999A1 (ja)
ES (1) ES2118146T3 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19926758A1 (de) * 1999-06-11 2000-12-14 Basf Ag Verfahren zur Verhinderung unerwünschter Polymerisation in einem ethylenisch ungesättigte Verbindungen enthaltenden Stoffgemisch
DE10312918A1 (de) * 2003-03-22 2004-09-30 Oxeno Olefinchemie Gmbh Verfahren zur Abtrennung von 2-Butanol aus tert.-Butanol/Wasser-Gemischen
DE10312917A1 (de) * 2003-03-22 2004-09-30 Oxeno Olefinchemie Gmbh Verfahren zur Ausschleusung von 2-Butanol aus tert.-Butanol/Wasser-Gemischen
US20130255484A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Alstom Technology Ltd System and method for control of a stripper tower
US20140262741A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Elwha Llc Heat transfer in distillation columns
DE102014219182A1 (de) 2014-09-23 2016-03-24 Wacker Chemie Ag Regelung einer Destillationskolonne
CN109562302A (zh) * 2016-08-04 2019-04-02 科思创德国股份有限公司 用于控制精馏塔的方法
EP3643376A1 (de) * 2018-10-24 2020-04-29 Covestro Deutschland AG Thermisches trennverfahren mit soft-sensor
GB202015833D0 (en) * 2020-10-06 2020-11-18 Bp Chem Int Ltd Separation process and apparatus
US11702381B1 (en) * 2022-02-23 2023-07-18 Covestro Deutschland Ag Method for operating a rectification column

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU47912A1 (ru) * 1935-10-23 1936-07-31 С.И. Бушлин Машина дл калибровки кишек
US2994643A (en) * 1956-02-08 1961-08-01 Exxon Research Engineering Co Method for detecting the change in the isothermal heat transfer capacity of a material in a fractionation system
US3268420A (en) * 1961-12-27 1966-08-23 Exxon Research Engineering Co Process for controlling the loading and heat input of fractionating columns
US3238111A (en) * 1962-06-08 1966-03-01 Phillips Petroleum Co Minimization of time lag in the automatic control of a fractional distillation system
US3417014A (en) * 1966-10-04 1968-12-17 Phillips Petroleum Co Method and apparatus for emulsion control
US3464895A (en) * 1968-04-08 1969-09-02 Universal Oil Prod Co Method of optimizing heat input to a fractionation column
US3619377A (en) * 1969-08-04 1971-11-09 Phillips Petroleum Co Control of composition of overhead vaporous product in a partially condensing fractionation column
SU365375A1 (ru) * 1971-03-17 1973-01-08 Способ автоматического управления
SU507637A1 (ru) * 1973-03-02 1976-03-25 Всесоюзный Проектно-Конструкторский И Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Пищевой Промышленности "Пищепромавтоматика" Способ автоматического управлени ректификационной колонной
SU460062A1 (ru) * 1973-03-09 1975-02-15 Способ автоматического управлени процессом ректификации
SU535091A1 (ru) * 1974-12-25 1976-11-15 Специальное Конструкторское Бюро По Автоматике В Нефтепереработке И Нефтехимии Устройство дл автоматического регулировани ректификационной колонны с несколькими вводами сырь
SU725683A1 (ru) * 1977-12-05 1980-04-05 Предприятие П/Я В-8296 Устройство дл автоматического регулировани процессом ректификации
US4578151A (en) * 1982-07-23 1986-03-25 Phillips Petroleum Company Reid Vapor Pressure determination and control in fractional distillation
JPS6038001A (ja) * 1983-08-09 1985-02-27 Nippon Zeon Co Ltd 蒸溜塔の制御方法
US4722769A (en) * 1986-04-24 1988-02-02 Allied Corporation Process for recovery of acetone
US4676870A (en) * 1986-06-02 1987-06-30 Phillips Petroleum Company Automatic control of a multiple-effect evaporator
DE3627287A1 (de) * 1986-08-12 1988-02-18 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur verbesserten einhaltung des k-wertes und zur besseren erhaltung der leistung bei der kontinuierlichen polymerisation von vinylchlorid in emulsion
US5047125A (en) * 1988-02-16 1991-09-10 Conoco Inc. Fractionating column control apparatus and methods

Also Published As

Publication number Publication date
US5368699A (en) 1994-11-29
EP0555714A3 (en) 1995-01-11
EP0555714B1 (de) 1998-06-17
EP0555714A2 (de) 1993-08-18
DE59308677D1 (de) 1998-07-23
DE4203999A1 (de) 1993-08-19
ES2118146T3 (es) 1998-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0612131A (ja) 熱分離プロセスにおける濃度の制御
Skogestad et al. Multivessel batch distillation
Sørensen et al. Optimal control and on-line operation of reactive batch distillation
CA1187267A (en) Olefin oxidation reactor temperature control
CN110960881A (zh) 一种Kaibel分壁精馏塔的控制结构及控制方法
US3018229A (en) Internal reflux computer for fractionation control
Zhang et al. Separation of an azeotropic mixture of dimethyl carbonate and methanol via partial heat integration pressure swing distillation
JPH05148307A (ja) エチレン/酢酸ビニルコポリマーの製造
US4852053A (en) Material and energy balance reconciliation
Karacan et al. Application of optimal adaptive generalized predictive control to a packed distillation column
US7999120B2 (en) Process for continuously removing a target product X in the form of fine crystals
Soroush et al. Nonlinear control of a polymerization CSTR with singular characteristic matrix
Adams et al. Semicontinuous distillation for ethyl lactate production
Sørensen et al. Control strategies for reactive batch distillation
Skogestad et al. A systematic approach to distillation column control
US5343407A (en) Nonlinear model based distillation control
Wang et al. Design and control of an ideal reactive divided‐wall distillation process
Andon et al. Thermodynamic properties of aliphatic halogen compounds. Part 2.—Heat capacity of 1, 1, 1-trichloroethane
US5244544A (en) Process for the separation of multicomponent systems containing intermediate boiling substances in separating columns with side discharge
US20050040026A1 (en) Process for the process management of an extractive distillation plant, process control system and extractive distillation plant
Wijaya et al. Process control for isopropanol-water separation via azeotropic distillation with dividing wall
US6640161B1 (en) Method for operating a steam stripped fractionation column
RU2153017C1 (ru) Способ управления процессом вакуумной сепарации губчатого титана
US3203871A (en) Process control for fractionation column
US5487815A (en) Method of optimizing the control of the mass transfer zone in distillation columns