JPS5936501A - 蒸留塔の制御装置 - Google Patents
蒸留塔の制御装置Info
- Publication number
- JPS5936501A JPS5936501A JP14598182A JP14598182A JPS5936501A JP S5936501 A JPS5936501 A JP S5936501A JP 14598182 A JP14598182 A JP 14598182A JP 14598182 A JP14598182 A JP 14598182A JP S5936501 A JPS5936501 A JP S5936501A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distillation column
- distillate
- boiling point
- control device
- flow rate
- 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
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は化学プラント、特に蒸留塔の制御装置に関す
る。
る。
二成分以上の物質が混合している液体を蒸留塔内に導入
し、低沸点成分と高沸点成分とに分留する蒸留塔の制御
装置では、低沸点成分から留出分を抽出するに当ってそ
の留出分中に含まれる不純物濃度を一定値以下に納める
ための制御がなされている。
し、低沸点成分と高沸点成分とに分留する蒸留塔の制御
装置では、低沸点成分から留出分を抽出するに当ってそ
の留出分中に含まれる不純物濃度を一定値以下に納める
ための制御がなされている。
この際の制御目標値として塔頂、塔底温度または塔内温
度差と鍜流比とを用いる場合が多い。
度差と鍜流比とを用いる場合が多い。
第1図はこのような従来の制御装置の概略構成を示す構
成図である。
成図である。
蒸留塔1にはフィード液体を低沸点成分と高沸(2)
点成分とに分留するための熱源を供給するためのリボイ
ラ2と分留された低沸点成分を冷却して所望の留出分を
得るためのコンデンサ3とが接続されている。
ラ2と分留された低沸点成分を冷却して所望の留出分を
得るためのコンデンサ3とが接続されている。
フィード液体4は蒸留塔1に導入されて分留され、低沸
点成分は塔頂部分からコンデンサ3に送り込まれ、高沸
点成分は塔底部分から缶出外5として排出される。
点成分は塔頂部分からコンデンサ3に送り込まれ、高沸
点成分は塔底部分から缶出外5として排出される。
一方、コンデンサ3によって冷却された低沸点成分は留
出分6として取り出されるようになっている。しかし冷
却された低沸点成分の一部は還流分としてもう一度蒸留
塔IVCフィードバックされるようになっている。
出分6として取り出されるようになっている。しかし冷
却された低沸点成分の一部は還流分としてもう一度蒸留
塔IVCフィードバックされるようになっている。
リボイラ2には水蒸気等の熱源7が送り適才れ、コンデ
ンサ3には冷却用の冷源8が送り込才れる。
ンサ3には冷却用の冷源8が送り込才れる。
低沸点成分の蝋流量と熱源7の流量けそれぞれリフラッ
クス量調節計9とリボイラ量調節計10により制御卸さ
れている。リボイラ量調節計10に対する制御信号は蒸
留塔Jの塔内温度13を一定に保つように動作する塔内
温度調節計11により与えられ(3) る〇 一方すフラックスif調節計9に対する制御信号は留出
分6の流Mに基づいて動作し、留出分と還流分の比を一
定に保つように動作するりフラックスレシオ設定器12
から与えられる。
クス量調節計9とリボイラ量調節計10により制御卸さ
れている。リボイラ量調節計10に対する制御信号は蒸
留塔Jの塔内温度13を一定に保つように動作する塔内
温度調節計11により与えられ(3) る〇 一方すフラックスif調節計9に対する制御信号は留出
分6の流Mに基づいて動作し、留出分と還流分の比を一
定に保つように動作するりフラックスレシオ設定器12
から与えられる。
このような従来の制御装置にあっては留出分6に含まれ
る不純物の濃度を一定値以下に押えるようリボイラ量と
還流比とが制御されることになる。
る不純物の濃度を一定値以下に押えるようリボイラ量と
還流比とが制御されることになる。
しかしこのような従来の制御装置ではフィード液体4の
流量や成分の変動があってもそれに応じて制御目標値を
変更する機構はついていないので、留出分6中の不純物
濃度を許容範囲内に保つためにはフィード液体4中に含
まれる不純物の量が最大である場合を想定して還流比を
高めに設定したり、リボイラ量を設定しておかなくては
ならない。
流量や成分の変動があってもそれに応じて制御目標値を
変更する機構はついていないので、留出分6中の不純物
濃度を許容範囲内に保つためにはフィード液体4中に含
まれる不純物の量が最大である場合を想定して還流比を
高めに設定したり、リボイラ量を設定しておかなくては
ならない。
このため流量と組成とが変動するフィード液体に対して
は最適の制御がおこなわれているとはいえず、熱源や冷
源のエネルギ消費がいたづらに大きくなってしまうとい
う欠点を有していた。
は最適の制御がおこなわれているとはいえず、熱源や冷
源のエネルギ消費がいたづらに大きくなってしまうとい
う欠点を有していた。
(4)
〔発明の目的〕
この発明の目的はフィード液体の流量と組成分の変動に
応じて熱源と冷源の供給量の制御目標値を変更できるよ
うにすることにより、留出分中の不純物濃度を一定に保
ちながらかつエネルギ消費量を小さくすることのできる
蒸留塔の制御装置を提供するにある。
応じて熱源と冷源の供給量の制御目標値を変更できるよ
うにすることにより、留出分中の不純物濃度を一定に保
ちながらかつエネルギ消費量を小さくすることのできる
蒸留塔の制御装置を提供するにある。
この発明では上記目的を達成するために、流量と組成と
が変動するフィード液体を蒸留塔に導入し、熱源エネル
ギを与えて低沸点成分と高沸点成分とに分留した後、前
記低沸点成分に冷源エネルギを与えて留出分を抽出する
蒸留塔の制御装ffiにおいて、前記フィード液体の流
量と組成とを検出する手段と、前記留出分中の不純物濃
度を検出する手段と、この雨検出手段の出力信号に基づ
いて前記熱源エネルギと前記冷源エネルギの供給量の制
御目標値を算出する演算装置とを設け、この演算装置が
前記不純物濃度を一定値以下に保ちかつ前記熱源エネル
ギと冷源エネルギの総和を最小と 。
が変動するフィード液体を蒸留塔に導入し、熱源エネル
ギを与えて低沸点成分と高沸点成分とに分留した後、前
記低沸点成分に冷源エネルギを与えて留出分を抽出する
蒸留塔の制御装ffiにおいて、前記フィード液体の流
量と組成とを検出する手段と、前記留出分中の不純物濃
度を検出する手段と、この雨検出手段の出力信号に基づ
いて前記熱源エネルギと前記冷源エネルギの供給量の制
御目標値を算出する演算装置とを設け、この演算装置が
前記不純物濃度を一定値以下に保ちかつ前記熱源エネル
ギと冷源エネルギの総和を最小と 。
(5)A
するよう前記目標値を算出するようにしたことを特徴と
する。
する。
以下この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第2図はこの発明の一実施例を示す制御装置の構成図で
ある。
ある。
第1図に示したと同一部分i同一符号を付してその説明
を省略する。
を省略する。
第2図に示した制御装置ではフィード液体4の流量22
と組成21とを検出する手段を設けている。
と組成21とを検出する手段を設けている。
また留出分6内の不純物濃度を検出する検出益田を設け
ている。
ている。
それぞれの検出手段には公知の流量計や濃度検出計等を
用いればよい。これらの検出手段からの信号は演算装置
24に供給され、この演算装置別が後に詳しく説明する
演算手法に基づいて制御目標値である還流比設定値5と
塔内温度調節計設定値がとを算出し、それぞれリフラッ
クスレシオ設定器12と塔内温度調節計11とにこれを
供給する。
用いればよい。これらの検出手段からの信号は演算装置
24に供給され、この演算装置別が後に詳しく説明する
演算手法に基づいて制御目標値である還流比設定値5と
塔内温度調節計設定値がとを算出し、それぞれリフラッ
クスレシオ設定器12と塔内温度調節計11とにこれを
供給する。
(6)
演算装置別がこれらの制御目標値を算出するに尚っては
リボイラ2とコンデンサ3とで消費される熱源および冷
源エネルギの総和が最小になるようにおこない、しかも
留出分6内に含まれる不純物濃度が一定値以下に保たれ
るようにおこなわれ−る。
リボイラ2とコンデンサ3とで消費される熱源および冷
源エネルギの総和が最小になるようにおこない、しかも
留出分6内に含まれる不純物濃度が一定値以下に保たれ
るようにおこなわれ−る。
次に制御装置囚の動作についてさらに詳しく説明する。
一般に蒸留塔の特性は物質収支式と熱収支式とによって
表わされる。ここで、コンデンサ、一般j段およびリポ
イラ段の物質収支式と熱収支式は次のように表わされる
。
表わされる。ここで、コンデンサ、一般j段およびリポ
イラ段の物質収支式と熱収支式は次のように表わされる
。
〈物質収支式〉
コンデンサ V2yh−Dxl+−L+xir= 0一
般j段 FjZ ij+Vj+t−・・y’j++
+Lj−t ・xi j−+−(Vj +PVj)yi
j −(Lj+PLj )xi j=Qリボイラ段
LN−□IXjN当’−VNyi N−BXIN =
0〈熱収支式〉 コンデンサ Q[!=V!H2−(D+L+)h+ff
jJRVB−+−+=[:VjH,5−++PVg(H
j−hj)+Fj (HFj−hj) +Qj 〕/
(J++−hj)PLKhK−FKHpに+Qに) ここでQFI:リボイラ負荷、Qc=コンデンサ熱負荷
、F: Feed量、B= Bottom Produ
ctt。
般j段 FjZ ij+Vj+t−・・y’j++
+Lj−t ・xi j−+−(Vj +PVj)yi
j −(Lj+PLj )xi j=Qリボイラ段
LN−□IXjN当’−VNyi N−BXIN =
0〈熱収支式〉 コンデンサ Q[!=V!H2−(D+L+)h+ff
jJRVB−+−+=[:VjH,5−++PVg(H
j−hj)+Fj (HFj−hj) +Qj 〕/
(J++−hj)PLKhK−FKHpに+Qに) ここでQFI:リボイラ負荷、Qc=コンデンサ熱負荷
、F: Feed量、B= Bottom Produ
ctt。
D : Distillate低V=Vaport!、
L : Liquid量(Ll:還流量)、PVj:
Vapor Product量。
L : Liquid量(Ll:還流量)、PVj:
Vapor Product量。
PLj: Liquid Productt、1112
モル当り蒸気エンタルピ、 hj:モル当り液エンタルピ、Qj:熱交換量、xij
:液組成、yij:蒸気組成、 Zij:フィード組成、 j−棚段(1:コンデンサ、2:塔頂。
モル当り蒸気エンタルピ、 hj:モル当り液エンタルピ、Qj:熱交換量、xij
:液組成、yij:蒸気組成、 Zij:フィード組成、 j−棚段(1:コンデンサ、2:塔頂。
(7)
N:リボイラ段)
ここでFeed 量F (Ff )とF e e dM
Ijl Z i:e6f与えらた時に塔頂成分である低
沸点成分中の不純物濃度(たとえば塔頂蒸気組成がys
x、’Inの2種であり、yi2が製品、yuが不純物
であるとすればy2.)が一定値以下(戸、≦Y)にな
るような条件下で操業エネルギコス) CRQR+ C
0Q(!を最小にする塔内n段とm段の温度差および還
流比を求めれば良い。
Ijl Z i:e6f与えらた時に塔頂成分である低
沸点成分中の不純物濃度(たとえば塔頂蒸気組成がys
x、’Inの2種であり、yi2が製品、yuが不純物
であるとすればy2.)が一定値以下(戸、≦Y)にな
るような条件下で操業エネルギコス) CRQR+ C
0Q(!を最小にする塔内n段とm段の温度差および還
流比を求めれば良い。
なおCRはリポイラ熱源のコスト/単位熱負荷を、CQ
はコンデンサ冷源のコスト/単位熱負荷をそれぞれ表わ
している。
はコンデンサ冷源のコスト/単位熱負荷をそれぞれ表わ
している。
各段のモル当りの気液エンタルピHj+ hjはその段
の組成と温度とにより次のように与えられる。
の組成と温度とにより次のように与えられる。
なおここでMはフィード液体中の組成数を示しており仮
に2成分ならM=2となる。
に2成分ならM=2となる。
したがって還流量L1と1段の温度Tjとを指定謁(9
) (8) ことによって前述したプロセスモデル計算によりリボイ
ラ熱負荷Q8およびコンデンサ熱負荷Qcとを算出する
ことができる。
) (8) ことによって前述したプロセスモデル計算によりリボイ
ラ熱負荷Q8およびコンデンサ熱負荷Qcとを算出する
ことができる。
繰返し最適化計算をおこなうことにより塔頂成分中の不
純物濃度が一定値以下になるという制約条件(y22≦
Y)を満たしかつ操業エネルギコストCRQR+CcQ
cが最小となる還流@L1および塔内温度Tjの組合せ
を求める。
純物濃度が一定値以下になるという制約条件(y22≦
Y)を満たしかつ操業エネルギコストCRQR+CcQ
cが最小となる還流@L1および塔内温度Tjの組合せ
を求める。
このように物質収支式と熱収支式とを用いて演算装置別
が算出した制御目標値に従って蒸留塔の制御がおこなわ
れる。
が算出した制御目標値に従って蒸留塔の制御がおこなわ
れる。
なお第2図に示した実施例では演算装置別が算出する制
御目標値は塔内温度と還流比であるが、この組合せに限
定されるものではない。
御目標値は塔内温度と還流比であるが、この組合せに限
定されるものではない。
たとえば塔頂温度と塔底温度、リボイラ流量とリフラッ
クス流量等の異なった組合せも制御目標値として用いる
ことができる。
クス流量等の異なった組合せも制御目標値として用いる
ことができる。
以上実施例に基づいて詳細に説明したようにこの発明で
はフィード液体の流量と組成および留出(10) 分中の不純物濃度に基づいて制御装置の制御目標値を算
出する演算装置を設けたので流量と組成とが変動しても
常に一定品質の留出分を得ることができ、しかも蒸留塔
の操業エネルギコストを最小にする制御がおこなわれる
ので省エネルギ化シタ制御装置を構成することができる
という利点がある0
はフィード液体の流量と組成および留出(10) 分中の不純物濃度に基づいて制御装置の制御目標値を算
出する演算装置を設けたので流量と組成とが変動しても
常に一定品質の留出分を得ることができ、しかも蒸留塔
の操業エネルギコストを最小にする制御がおこなわれる
ので省エネルギ化シタ制御装置を構成することができる
という利点がある0
第1図は従来の蒸留塔の制御装置の構成図、第2図はこ
の発明の一実施例を示す構成図である。 ■・・・蒸留塔、6・・・留出分、7・・・熱源、8・
・・冷源、9・・・リフラックス量調節側、]0・・・
リボイラ量調節計、11・・・ 谷内温度調節計、12
・・・リフラックスレシオ設定器、13・・・塔内温度
、14・・・リフラックス量、15・・・リボイラ看、
21・・・フィード組成、22・・・フィード流量、田
・・・不純物鑓度検出器、24・・・演算装置、δ・・
・還流比設定値、26・・・ 各内温度調節計設定値。 出願人代理人 猪 股 清(11)
の発明の一実施例を示す構成図である。 ■・・・蒸留塔、6・・・留出分、7・・・熱源、8・
・・冷源、9・・・リフラックス量調節側、]0・・・
リボイラ量調節計、11・・・ 谷内温度調節計、12
・・・リフラックスレシオ設定器、13・・・塔内温度
、14・・・リフラックス量、15・・・リボイラ看、
21・・・フィード組成、22・・・フィード流量、田
・・・不純物鑓度検出器、24・・・演算装置、δ・・
・還流比設定値、26・・・ 各内温度調節計設定値。 出願人代理人 猪 股 清(11)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、流量と組成とが変動するフィード液体を蒸留塔に導
入し、熱源エネルギを加えて低沸点成分と高沸点成分と
に分留した後、前記低沸点成分に冷源エネルギを与えて
留出分を抽出する蒸留塔の制御装置において、前記フィ
ード液体の流量と組成とを検出する手段と、前記留出分
中の不純物濃度を検出する手段と、この雨検出手段の出
力信号に基づいて前記熱源エネルギと前記冷源エネルギ
の供給量の制御目標値を算出する演算装置とを設け、こ
の演算装置が前記不純物濃度な一定値以下に保ちかつ前
記熱源エネルギと冷源エネルギの総和を最小とするよう
前記制御目標値を算出す゛るようにした事を特徴とする
蒸留塔の制御装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記制御口(1) 標値として前記低沸点成分の留出分と還流外との還流比
および前記蒸留塔の塔内温度を用いることを特徴とする
蒸留塔の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14598182A JPS5936501A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 蒸留塔の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14598182A JPS5936501A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 蒸留塔の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5936501A true JPS5936501A (ja) | 1984-02-28 |
Family
ID=15397428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14598182A Pending JPS5936501A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 蒸留塔の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5936501A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0326301A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-04 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 蒸留物質の組成制御方法 |
CN103657126A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-26 | 无锡大阿福信息科技有限公司 | 一种蒸馏装置 |
CN116147286A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-05-23 | 广钢气体(广州)有限公司 | 一种高纯氧精馏控制方法及其装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54109071A (en) * | 1978-01-20 | 1979-08-27 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Control of distllation column |
-
1982
- 1982-08-23 JP JP14598182A patent/JPS5936501A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54109071A (en) * | 1978-01-20 | 1979-08-27 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Control of distllation column |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0326301A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-04 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 蒸留物質の組成制御方法 |
CN103657126A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-03-26 | 无锡大阿福信息科技有限公司 | 一种蒸馏装置 |
CN116147286A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-05-23 | 广钢气体(广州)有限公司 | 一种高纯氧精馏控制方法及其装置 |
CN116147286B (zh) * | 2022-12-05 | 2024-01-12 | 广钢气体(广州)有限公司 | 一种高纯氧精馏控制方法及其装置 |
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