DD299517A5 - METHOD FOR AUTOMATICALLY UPDATING THE SETPOINT VALUE FOR CONTROLLING DISTILLATION PROCESSES - Google Patents

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DD299517A5
DD299517A5 DD32860889A DD32860889A DD299517A5 DD 299517 A5 DD299517 A5 DD 299517A5 DD 32860889 A DD32860889 A DD 32860889A DD 32860889 A DD32860889 A DD 32860889A DD 299517 A5 DD299517 A5 DD 299517A5
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ethylbenzene
styrene
distillation processes
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DD32860889A
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Klaus Damert
Ronald Voigt
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Buna Ag,De
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von Destillationsprozessen zur Trennung von Styren und Ethylbenzen mit hoher Reinheitsforderung fuer den Leichtsieder und niedriger Reinheitsforderung fuer den Hochsieder unter niedrigem Druck, der durch Heizleistungsaenderungen in nicht vernachlaessigbarer Weise beeinfluszt wird, bei automatisch dem Zulauf nachgefuehrtem Ruecklauf. Erfindungsgemaesz wird der Regelung der Heizleistung die Differenz zwischen einer zeitverzoegerten Temperatur in der Untersaeule und der Kopftemperatur zugrunde gelegt, wobei der Sollwert laufend in Abhaengigkeit von Zulaufaenderungen aktualisiert wird.{Destillation; Regelung; Regelguete; Qualitaetsregelung; Energieeinsparung; Zweistoffsystem; Siedepunkt; Ruecklauf; Heizleistung; Kopftemperatur; Styren; Ethylbenzen}The invention relates to a method for controlling distillation processes for the separation of styrene and ethylbenzene with high cleanliness requirement for the low boilers and low purity requirement for the high boiler at low pressure, which is affected by Heizleistungsaenderungen not negligible, with automatically fed to the inlet return. According to the invention, the regulation of the heating power is based on the difference between a time-delayed temperature in the sub-column and the head temperature, the setpoint value being continuously updated as a function of inflow changes. Regulation; Dumaguete rule; Quality control; Energy saving; Binary system; Boiling point; cycle current; Heating capacity; Head temperature; styrene; ethylbenzene}

Description

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Es ist bekannt (z. B. Ulimanns Encyclopädie der technischen Chemie, Bd. 2, S. 534 ff.), daß in einem solchen Fall ein einschleifigerIt is known (for example, Ulimann's Encyclopadie der technischen Chemie, Vol. 2, pp. 534 et seq.) That in such a case a monodisperse Regelkreis verwendet werden kann, wobei als Stellgröße sinnvollerweise die Heizleistung und als Regelgröße eine TemperaturControl loop can be used, where as a manipulated variable usefully the heating power and a controlled variable temperature

im unteren Teil der Kolonne genutzt wird. Ein solches Vorgehen hat sich in vielen Jahren bewährt, ist aber im energetischen Sinn noch nicht optimal.is used in the lower part of the column. Such a procedure has proven itself in many years, but is not optimal in the energetic sense.

Das betrifft insbesondere den Druckeinfluß. Wird der Soll-Wert für die Regelgröße nicht entsprechend den tatsächlichenThis concerns in particular the pressure influence. If the target value for the controlled variable does not correspond to the actual value Druckverhältnissen nachgeführt, kommt es zu Qualitätsabweichunyen in Kopf und Sumpf.Pressure ratios tracked, it comes to Qualitätsabweichunyen head and swamp. Es ist bekannt (Rose, L. M. ,Destillation Design in Practice" Elsevier, 1985, S. 176), daß die Druckabhängigkeit durch VerwendungIt is known (Rose, L.M., Distillation Design in Practice, Elsevier, 1985, p. 176) that pressure dependence is through use

einer Temperaturdifferenz eliminiert werden kann. Die damit leider verbundene Problematik („inverse response") ist dort diskutier die Wirkungsrichtung der Regelung kann sich umkehren.a temperature difference can be eliminated. The problem unfortunately associated with this ("inverse response") is discussed there the direction of action of the regulation can be reversed.

In der Praxis verfährt man so, daß der Soll-Wert so hoch angesetzt wird, daß die Kolonne fast an der Grenze ihrerIn practice, the procedure is such that the target value is set so high that the column almost at the border of their Leistungsfähigkeit betrieben wird. Die hohen Qualitätsanforderungen an die Leichtsieder werden so meist übertroffen, mitPerformance is operated. The high quality requirements of the low boilers are usually exceeded, with Sicherheit aber eingehalten. Für die Hochsieder ergibt sich jedoch eine relativ stark schwankende Qualität, im Mittel wird mehrSecurity but respected. For the high boilers, however, results in a relatively fluctuating quality, on average, more Energie als notwendig für die Trennung aufgewendet.Energy spent as necessary for the separation. Der wesentliche Nachteil der bisherigen Regelung ist, daß nicht jederzeit für die Regelgröße der Soll-Wert zur Verfügung steht,The main disadvantage of the previous regulation is that the setpoint value is not always available for the controlled variable,

mit dessen Hilfe sich die Qualitätsanforderungen mit geringstem Energieaufwand realisieren lassen.with the help of which the quality requirements can be realized with minimum energy consumption.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, die Destillation von Zweistoffgemischen mit eng benachbarten Siedepunkten in energetischer Hinsicht zu verbessern.It is the object of the invention to improve the distillation of two-component mixtures with closely adjacent boiling points in terms of energy.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Aktualisierung des Soll-Wertes für die Regelung von Destillationsprozessen zur Trennung von Styren und Ethylbenzen zu entwickeln, die in bekannten Kolonnen durchgeführt werden und hohe Reinheitsforderungen bezüglich des Leichtsieders und niedrige bezüglich des Hochsieders zu erfüllen haben, unter niedrigem Druck, dor durch Heizleistungsänderungen in nicht vernachlässigbare Weise beeinflußt wird, und der Rücklauf dem Zulauf nachgeführt wird.The invention has for its object to develop a method for automatically updating the target value for the control of distillation processes for the separation of styrene and ethylbenzene, which are carried out in known columns and have to meet high purity requirements for the low boiler and low with respect to the high boiler , Under low pressure, which is influenced by Heizleistungsänderungen in a non-negligible way, and the return is tracked to the inlet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem der Soll-Wert in Abhängigkeit von der Zulaufmengenänderung AF mit Hilfe einer spezifischen, einmal ermittelten Beziehung, die quantitativ den Zusammenhang zwischen Zulaufänderung und damit verbundener Temperaturänderung in der Kolonne beschreibt, um ΔT, = f (AF) fortlaufend korrigiert und als Regelgröße für die Heizleistung die Differenz T„(t) - T\ verwendet wird, wobei T\ = T\(t) = oTk (t) + (1 - a)Tk(t - At) gilt, Tk(t) bzw. Tu(t) die aktuell zur Zeit t gemessenen Temperaturen am Kopf bzw. in der Untersäule sind und der Parameter α (0 < α < 1) die Zeitverzögerung vom Kopf der Kolonne bis zur Meßstelle T11 beinhaltet.According to the invention, the object is achieved by the target value as a function of the feed rate change AF by means of a specific, once determined relationship which quantitatively describes the relationship between feed change and associated temperature change in the column by ΔT, = f (AF) continuously the difference T "(t) - T \ is used as the controlled variable for the heating power, where T \ = T \ (t) = oT k (t) + (1-a) T k (t-At) T k (t) and T u (t) are currently measured at the time t temperatures at the top or in the sub-column and the parameter α (0 <α <1) includes the time delay from the head of the column to the measuring point T 11 ,

Bei großer Zeitverzögerung (experimentell oder über Modell ermittelbar) ist α eine kleine Zahl nah 3 Null, bei geringer Zeitverzögerung dagegen eine Zahl nahe 1.With a large time delay (determined experimentally or by model) α is a small number close to 3 zero, with a small time delay it is a number close to 1.

-2- 299 517 Ausfuhrungsbelsplele-2- 299 517 Export description

LVerglelchsbeieplelLVerglelchsbeieplel Betrachtet wird die Trennung eines Ethylbenzen/Styrengemlsches in einer Kolonne mit 52 Böden. Die Einlaiifkonzentration vonThe separation of an ethylbenzene / styrene mixture in a column with 52 trays is considered. The inlet concentration of Ethylbenzen ist 60%, im Sumpf soll sie 25%, im Kopf mindestens 98% betragen. Nach dem Stand der Technik erfolgt eineEthylbenzene is 60%, in the sump it should be 25%, in the head at least 98%. According to the prior art, a

ungeregelte Fahrwelse der Kolonne: die Heizleistung wird vorgegeben, der Rücklauf wird von Hand verstellt, wennuncontrolled Fahrwelse the column: the heating power is given, the return is adjusted by hand, if

Konzentrationsmessungen an Kopf oder Sumpf zu große Abweichungen ergeben. Auf diese sehr robuste Art läßt sich dieConcentration measurements at the head or sump result in large deviations. In this very robust way can the Kopfkonzentration Im gewünschten Bereich halten, für die Sumpfkonzentration ergeben sich allerdings beträchtliche ·Concentration of the head Keep in the desired range, however, the sump concentration will be considerable. Schwankungen.Fluctuations.

2. Die Kolonne nach Beispiel 1 wird erfindungsgemäß geregelt. Der Rückstand wird verzögert dem Zulauf nachgeführt, sodaß im2. The column of Example 1 is controlled according to the invention. The residue is delayed fed to the feed, so that in the

Mittel das Rücklaufverhältnis konstant bleibt. Mit Hilfe eines speziellen Rechenprogramms zur stationären Durchrechnung einerMeans the reflux ratio remains constant. With the help of a special computer program for stationary calculation of a Kolonne, wobei die Änderung des Druckverlustes jedes Bodens in Abhängigkeit von der Gasbelastung explizit berücksichtigtColumn, wherein the change in the pressure loss of each soil as a function of the gas load is explicitly taken into account

wird, wird für unterschiedliche Zuläufe F bei konstantem Rückiaufverhältnis die Temperatur an der unteren Meßstelle TU(F) (hieris, for different feeds F at a constant Rückiaufverhältnis the temperature at the lower measuring point T U (F) (here

Boden S von unten gezählt) berechnet. Im allgemeinen ist für die Abhängigkeit von F die Beschreibung durch ein einfachesBottom S counted from below). In general, for the dependence of F, the description is a simple one Polynom ausreichend. Steht ein solches Programm nicht zur Verfügung, lassen sich die T11(F) auch experimentell direkt an derPolynomial sufficient. If such a program is not available, the T 11 (F) can also be experimented directly at the Kolonne bestimmen: für vorgegebenen Zulauf gewünschtes Rücklaufverhältnis einstellen und Heizleistung so lange variieren,Determine the column: set the desired reflux ratio for the given feed and vary the heating capacity

bis an den Kopf und Sumpf die gewünschten Qualitäten erreicht sind.until the head and swamp the desired qualities are reached.

Bezogen auf den mittleren Zulauf FO stellt man die gewünschte Soll-Temperatur T,(F) in der FormBased on the mean feed FO, the desired setpoint temperature T, (F) is set in the mold T,(F) = T(FO) + b1 · AF + b2 · AF · AFT, (F) = T (FO) + b1. AF + b2. AF. AF

dar. Als Regelgröße für die Heizwertregelung wird nun Tu(t) -T*k verwendet, wobei T# k = T# k(t) = aTk(t) + (1 - a)Tk(t -At) gilt, Tk(t) die aktuelle Kopftemperatur, Tu(t) die aktuelle Temperatur auf Boden 5 ist und der Soll-Wert der Regelung T,(F) gemäß obiger Vorschrift fortlaufend der gemessenen Abweichung A F(t) des Zulaufs von seinem stationären Wert nachgeführt wird. Der Wert von α hängt von der Kolonnengröße und der Abtastzeit At ab, im konkreten Fall wurde für At = 2sa = 0,001 gewählt. Mit dieser Regelung wird die Kopfreinheit mit nur geringer Toleranz eingehalten, auch die Sumpfkonzentration weist nur noch geringfügige Schwankungen auf, was von besonderem Vorteil ist, da das Sumpfprodukt gleichzeitig Einlauf einer anderen Kolonne ist. Der Heizdampfeinsatz wird auf das unbedingt notwendige Maß reduziert.As a controlled variable for the calorific value control, T u (t) -T * k is now used, where T # k = T # k (t) = aT k (t) + (1-a) T k (t -At) T k (t) is the current head temperature, T u (t) is the current temperature on ground 5 and the setpoint value of the control T, (F) according to the above rule continuously the measured deviation AF (t) of the feed of his stationary value is tracked. The value of α depends on the column size and the sampling time At, in the specific case At = 2sa = 0.001 was chosen. With this scheme, the head purity is maintained with only a small tolerance, and the bottom concentration has only minor fluctuations, which is particularly advantageous because the bottom product is simultaneously inlet of another column. The Heizdampfeinsatz is reduced to the absolute minimum.

Claims (1)

Verfahren zur automatischen Aktualisierung des Soll-Wertes für die Regelung von Destillationsprozessen zur Trennung von Styren und Ethylbenzen, die in bekannten Kolonnen durchgeführt werden und hohe Reinheitsforderungen bezüglich des Leichtsieders und niedrige bezüglich des Hochsioders zu erfüllen haben, unter niedrigem Druck, der durch Heizleistungsänderungen in nicht vernachlässigbarer Weise beeinflußt wird, und der Rücklauf dem Zulauf nachgeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Soll-Wert in Abhängigkeit von der Zulaufmongenänderung ΔΡ mit Hilfe einer spezifischen, einmal ermittelten Beziehung, die quantitativ den Zusammenhang zwischen Zulaufänderung und damit verbundenerTemperaturänderung in der Kolonne beschreibt, um AT1 = f(AF-) fortlaufend korrigiert und als Regelgröße für die Heizleistung die DifferenzTu(t) - T\verwendetwi;d,wobeiT*k = T*k(t) = aTk(t) + (1 - a)Tk(t - At) gilt, Tk(t) bzw. Tu(t) die aktuell zur Zeit t gemessenen Temperaturen am Kopf bzw. in der Untersäule sind und der Parameter α (0 < α < 1) die Zeitverzögerung vom Kopf der Kolonne bis zur Meßstelle Tu beinhaltet.Method for automatically updating the setpoint value for the control of distillation processes for the separation of styrene and ethylbenzene, which are carried out in known columns and have to meet high purity requirements for the low boiler and low with respect to the high-temperature, under low pressure caused by Heizleistungsänderungen in not is influenced negligibly, and the return is tracked to the feed, characterized in that the target value in dependence on the change in intake ΔΡ using a specific, once determined relationship that quantitatively describes the relationship between inlet change and the associated temperature change in the column, is corrected continuously by AT 1 = f (AF-) and uses the difference T u (t) -T \ as the controlled variable for the heating power, where T * k = T * k (t) = aT k (t) + (1 - a) T k (t - At), T k (t) and T u (t) are the temperatures currently measured at time t at the head or in the sub-column and the parameter α (0 <α <1) includes the time delay from the top of the column to the measuring point T u . Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Aktualisierung des Soll-Wertes für die Regelung von Destillationsprozessen zur Trennung von Styren und Ethylbenzen, die In bekannten Kolonnen durchgeführt werden und hohe Reinheitsforderungen bezüglich des Leichtsieders und niedrige bezüglich des Hochsieders zu erfüllen haben, unter niedrigem Druck, der durch Heizleistungsänderungen in nicht vernachlässigbarer Weise beeinflußt wird und der Rücklauf dem Zulauf nachgeführt wird.The invention relates to a method for automatically updating the target value for the control of distillation processes for the separation of styrene and ethylbenzene, which are carried out in known columns and have to meet high purity requirements for the low boiler and low with respect to the high boiler, under low pressure, the is influenced by Heizleistungsänderungen in a not insignificant manner and the return is tracked to the inlet.
DD32860889A 1989-05-16 1989-05-16 METHOD FOR AUTOMATICALLY UPDATING THE SETPOINT VALUE FOR CONTROLLING DISTILLATION PROCESSES DD299517A5 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113440884A (en) * 2021-07-06 2021-09-28 万华化学（宁波）有限公司 Tower set temperature self-adaptive adjusting method, system and storage medium

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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