JPH0468961B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は蒸溜塔の塔底の流出量を制御すること
によりそれぞれ設定した所定成分含有率の製品を
塔頂および塔底から生産する蒸溜塔制御方法に関
する。 蒸溜塔へのフイード量、成分の変動にかかわら
ず、塔底の流出量を制御することにより塔頂およ
び塔底からそれぞれ設定した所定成分含有量を有
する製品を得たい場合がある。 本発明は上記の場合にフイード量、フイード成
分の変動にかかわらず、塔頂および塔底からそれ
ぞれ設定した所定成分含有率を有する製品を得る
ことのできる蒸溜塔制御方法を提供することを目
的とする。 以下、本発明を実施例により説明する。 第１図は本発明方法を適用した一実施例の制御
系統図である。 第１図において、１は蒸溜塔を示しており、蒸
溜塔１への供給原料液は流量指示調整装置２によ
り定値制御されて蒸溜塔１に供給される。同時に
供給原料液の成分はオンライン成分分析計３で測
定される。 一方、塔頂から留出された塔頂製品は熱交換器
４を介して製品受槽５に供給され、塔頂製品とし
製品受槽５から取り出されるとともに、一部は蒸
溜塔１に還流させるように構成されており、還流
量は流量指示調節装置６により制御されている。
また塔底から缶出された塔底製品は流量指示調節
装置７を介して取り出すように構成されている。 塔頂成分はオンライン成分分析計９により検出
されており、成分分析計９の出力は設定値
（SP₁）信号が供給された調節器１０にプロセス
変数PV₁として供給してあり、同様に塔底成分は
オンライン成分分析計１１により検出されてお
り、成分分析計１１の出力は設定値（SP₂）信号
が供給された調節器１２にプロセス変数PV₂とし
て供給してある。ここで成分分析計９は高沸点目
的成分を、１１は低沸点目的成分を、３はそのい
づれか一方を少くとも一成分以上を検出するよう
に構成してある。 流量指示調節装置２の流量指示検出器２−１の
検出出力、成分分析計３で検出した供給原料液中
における目的成分含有率出力、設定値（SP₁）信
号および設定値（SP₂）信号が演算器１４に供給
してあり、演算器１４で、供給原料液流量をFs、
成分分析計３で検出した目的成分含有率をA₃、
設定値SP₁，SP₂に対する供給原料同一成分含有
率をA₁，A₂、塔底からの缶出流量値をXsとした
ときにおける物質収支 Fs・A₃＝（Fs−Xs）A₁＋Xs・A₂ から缶出流量値Xsを計算する。 調節計１０，１２からの検出偏差〓V₁，〓V₂
は比較演算器１３に供給してあり、比較演算器１
３は検出偏差〓V₁，〓V₂の極性および大小によ
り、第１表に示す如く偏差量に対応した出力Ｆ
（〓V₁），F′（〓V₂）を演算し、偏差の極性に応じ
て出力する。 尚、本発明でいう極性とは検出偏差〓V₁及び
〓V₂の正又は負の符号を意味する。

【表】 そこで第１表について説明すれば、SP₁≦PV₁
のときは塔底からの缶出量を増加すればPV₁→
SP₁に近ずき、SP₁＞PV₁のときは塔底からの缶
出量を減少させればPV₁→SP₁に近ずき、SP₂≦
PV₂のときは塔底からの缶出量を減少させれば
PV₂−SP₂に近ずき、SP₂＞PV₂のときは塔底か
らの缶出量を増加させればPV₂→SP₂に近づく。
したがつてSP₁≦PV₁かつSP₂＞PV₂のときは互
に矛循せず塔底からの缶出量を増加させればよ
く、SP₁＞PV₁かつSP₂＜PV₂のときは互に矛盾
せずに塔底からの缶出量を減少させればよい。し
かしSP₁≦PV₁かつSP₂≦PV₂のときは互に矛盾
する状態に制御せねばならないことになるがこの
場合は塔底からの缶出量の減少を優先して行な
い、SP₁＞PV₁かつSP₂＞PV₂のときは互に矛盾
する状態に制御せねばならないことになるが、こ
の場合は塔底からの缶出量の増加を優先して行な
う。すなわちSP₂とPV₂側の指示を優先して塔底
からの缶出量を制御する。 第１表にもとづいて比較演算器１３からの出力
は比較演算器１５に供給し、比較演算器１５は比
較演算器１３から第１表にもとづいて出力される
値を〓Ｘで示せば、 Ｂ・Xs≦Ｘ＋〓Ｘ≦Ａ・Xs を判断し、Ｘ＋〓Ｘが上式の条件を満たすときは
比較演算器１５は（Ｘ＋〓Ｘ）の出力を発生し、
上式の条件が満足されずＢ・Xs＞Ｘ＋〓Ｘのと
きはＢ・Xsを、Ａ・Xs＜Ｘ＋〓ＸのときはＡ・
Xsを出力する。ここでＡおよびＢは定数でＡ＞
１，Ｂ＜１であり、Ｘは缶出量を測定する流量指
示調節装置７の流量検出器７−１で検出した流量
値である。 比較演算器１５は比較演算器１３においてSP₁
≦PV₁かつSP₂≦PV₂，SP₁＞PV₁かつSP₂＞PV₂
のとき、すなわちPV₁とSP₁，SP₂とPV₂との関
係で互に矛盾する状態で缶出流量の減少、増加さ
せたときは、演算器、１６に偏差量〓V₁，ΔV₂
の大きい方の偏差量〓Vsを出力し演算器１６で
〓Ｒ＝f′（〓Vs）を演算し、またＸ＋〓ＸがＢ・
Xs≦Ｘ＋〓Ｘ≦Ａ・Xsを満足していないときは
演算器１６にＢ・Xsおよび（Ｘ＋〓Ｘ）を出力
して演算器１６で〓Ｒ＝ｆ〔Ｂ・Xs−（Ｘ＋〓
Ｘ）〕または〓Ｒ＝ｆ〔Ａ・Xs−（Ｘ＋〓Ｘ）〕を
演算する。 一方、比較演算器１５からＸ＋〓Ｘ，Ｂ・Xs
またはＡ・Xsの信号はサンプルアンドホールド
回路１７でサンプルし、ホールドされる。このホ
ールド期間は抽出流量を変化させたときにおける
蒸溜塔のむだ時間および遅れ時間に対応して定め
てある。サンプルアンドホールド回路１７の出力
はフイードフオワードモデル１８を介した成分分
析計３の出力と加算器１９で加算し、加算器１９
の出力はフイードフオワードモデル２０を介した
流量検出器２−１の出力と加算器２１で加算し、
加算器２１の出力は流量指示調節装置７の流量指
示調節計７−２に設定値信号として供給して流量
指示調節計７−２の設定値を設定する。 一方、演算器１６の出力〓Ｒは還流量演算器２
２に供給し、還流量演算器２２には塔頂温度指示
計２３で検出した塔頂温度T_COH、還流温度指示計
２４で検出した還流温度T_REFおよび還流指示調節
装置６の流量検出器６−１で検出した還流量R_REF
とから内部還流量R_INT＝Ｆ〔T_COH，T_REF，R_REF〕 を還流量演算器２２で求めるとともにこのR_INTに
演算器１６からの出力〓Ｒを加えて新たな内部還
流量〔R_INT＋〓Ｒ〕＝R_Rを演算し、R_R＝〔T_COH，
T_REF，R_REF′〕となる新たな外部還流量R_REF′を演
算して出力する。 還流量演算器２２の出力は環流流量指示調節装
置６の流量指示調節弁６−２に設定値信号として
供給して流量指示調節弁６−２の設定値を設定す
る。 以上の如く構成した本発明の一実施例におい
て、蒸溜塔に供給される供給原料液流量は流量指
示調節装置２によつて制御され、また供給原料液
中の目的成分はオンライン成分分析計３で測定さ
れる。また蒸溜塔１の塔頂から取り出す製品の高
沸点目的成分の設定値SP₁に対する供給原料同一
目的成分含有率A₁と、塔底から缶出される塔底
製品の低沸点目的成分設定値SP₂に対する供給原
料同一目的成分含有率A₂と、原料液流量と、原
料液中の目的成分含有率とから演算器１４におい
て物質収支にもとづいて塔底製品の抽出流量値
Xsが演算される。 一方、塔頂製品中の高沸点目的成分含有率
PV₁、塔底製品中の低沸点目的成分含有率PV₂は
オンライン成分分析計９，１１で測定され、それ
ぞれ調節器１０，１２により設定値SP¹，SP₂と
比較され、その偏差〓V₁，〓V₂は比較演算器１
３で比較され偏差〓V₁，〓V₂の値により〓X₁＝
Ｆ（〓V₁），〓X₂＝F′（〓V₂）が演算され、偏差
〓V₁，〓V₂の極性に応じて第１表にもとづいて
比較演算器１３から出力される。また偏差〓V₁，
〓V₂の組合せ結果も比較演算器１３から出力さ
れる。 比較演算器１５は比較演算器１３による比較に
おいて、SP₁＞PV₁かつSP₂≦PV₂のとき、およ
びSP₁≦PV₁かつSP₂＞PV₂のときには比較演算
器１３からの出力〓X₁，〓X₂の大きい方と塔底
製品流量との和Ｘ＋〓Ｘ、Ｂ・Xs≦Ｘ＋〓Ｘ≦
Ａ・Xsのときは、物質収支のみで制御可能と判
断してＸ＋〓Ｘを出力し、フイードフオワードモ
デル１８の出力および２０の出力と加算した値を
設定値として塔底製品の流量が制御される。 また、比較演算器１３における比較において
SP₁≦PV₁かつSP₂≦PV₂のとき、SP₁＞PV₁かつ
SP₂＞PV₂のときは、物質収支にもとづき演算し
たＸ＋〓Ｘのみでは制御しきれないと判断して〓
Ｒ＝f′（〓Vs）を演算器１６で演算し、この〓Ｒ
にもとづいて還流量演算器２２で新たな還流量
R_REF′を演算して、還流量指示調節装置６の設定
値として還流量の制御と塔底製品流量の制御が併
せて行なわれる。 また、比較演算器１５でＸ＋〓ＸがＢ・Xs＞
Ｘ＋〓Ｘと判断されると比較演算器１５はＢ・
Xsの出力を発生し、フイードフオワードモデル
１８，２０の出力と加算した値を設定値として塔
底製品の流量が制御される。またこの場合は比較
演算回路１６のＢ・Xs，Ｘ＋〓Ｘ出力により演
算器１６で〓Ｒ＝ｆ〔Ｂ・Xs−（Ｘ＋〓Ｘ）〕を演
算し、この〓Ｒにもとづいて還流量演算器２２で
新たな還流量R_REF′を演算して、還流量指示調節
装置６の設定値として還流量の制御と塔底製品流
量の制御とが併せて行なわれる。 また比較演算器１５でＸ＋〓ＸがＡ・Xs＜Ｘ
＋〓Ｘと判断されると比較演算器１５はＡ・Xs
の出力を発生し、上記のＢ・Xsに代つてＡ・Xs
にフイードフオワードモデル１８，２０の出力と
加算した値を設定値として塔底製品の流量制御が
される。またこの場合、〓Ｒ＝ｆ〔Ａ・Xs−（Ｘ
＋〓Ｘ）〕を演算し、この〓Ｒにもとづいて還流
量演算器２２で新たな還流量R_REF′を演算して、
還流量指示調節装置６の設定値として還流量の制
御と塔底製品流量の制御とが併せて行なわれる。 なお、以上の塔底製品流量の制御においては、
比較演算器１５の出力はサンプルアンドホールド
回路１７でサンプルされホールドされて加算器１
９に供給されるため、プロセスのむだ時間および
遅れ時間の間サンプルアンドホールド回路１７の
出力が変化することはない。 以上説明したように本発明によれば、供給原料
を蒸溜し、目的成分が第１の所定含有率を有する
塔頂製品と目的成分が第２の所定含有率を有する
塔底製品とに分離する蒸溜塔を制御する方法にお
いて、物質収支から前記塔底からの缶出量を演算
して設定し、(1) 塔頂目的成分の設定値（SP₁）
≦オンライン成分分析計により検出された塔頂目
的成分のプロセス変数（PV₂）、かつ塔底目的成
分の設定値（SP²）＞オンライン成分分析計によ
り検出された塔底目的成分のプロセス変数
（PV₂）のときは、塔底からの缶出量を増加させ、
(2) SP₁＞PV₁、かつSP₂≦PV₂のときは塔底か
らの缶出量を減少させ、(3) SP₁≦PV₁、かつ
SP₂≦PV₂のとき塔底からの缶出量の減少と新た
なる設定値による還流量の制御を行い、(4) SP₁
＞PV₁、かつSP₂＞PV₂のときは塔底からの缶出
量の増加と新たなる設定値による還流量の制御を
行つている。 一般に、SP₁≦PV₁のときは塔底からの缶出量
を増加すればPV₁→SP₁に近づき、SP₁＞PV₁の
ときは塔底からの缶出量を減少させればPV₂→
SP₂に近づき、SP₂≦PV₂のときは塔底からの缶
出量を減少させればPV₂→SP₂に近づき、SP₂＞
PV₂のときは塔底からの缶出量を増加させれば
PV₂→SP₂に近づくので、上述のように本発明の
方法により、SP₁≦PV₁、かつSP₂＞PV₂のとき
は、塔底からの缶出量を増加させ、SP₁＞PV₁、
かつSP₂≦PV₂のときは塔底からの缶出量を減少
させることによつて、塔頂製品および塔底製品の
目的成分含有率は所定値に制御できる。 しかも、互に矛盾する状態に制御しなければな
らないSP₁≦PV₁、かつSP₂≦PV₂のときには塔
底からの缶出量の減少を優先し、また同様に互に
矛盾する状態に制御しなければならないSP₁＞
PV₁、かつSP₂＞PV₂のときは塔底からの缶出量
の増加を優先してそれぞれ行うと共に、新たなる
設定値による還流量の制御をも同時に行つている
ので、塔頂製品および塔底製品の目的成分含有率
は常に所定値に制御できるようになるという作用
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した一実施例の制御
系統図。 １……蒸溜塔、２，６および７……流量調節装
置、３，９および１１……成分分析計、１０およ
び１２……調節計、１３および１５……比較演算
器、１４および１６……演算器、１７……サンプ
ルアンドホールド回路、１９および２１……加算
器、１８および２０……フイードフオワードモデ
ル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給原料を蒸溜し、目的成分が第１の所定含
   有率を有する塔頂製品と目的成分が第２の所定含
   有率を有する塔底製品とに分離する蒸溜塔を制御
   する方法において、 物質収支から前記塔底からの缶出量を演算して
   設定し、 (1) 塔頂目的成分の設定値（SP₁）≦オンライン
   成分分析計により検出された塔頂目的成分のプ
   ロセス変数（PV₁）、かつ塔底目的成分の設定
   値（SP₂）＞オンライン成分分析計により検出
   された塔底目的成分のプロセス変数（PV₂）の
   ときは、塔底からの缶出量を増加させ、 (2) SP₁＞PV₁、かつSP₂≦PV₂のときは塔底か
   らの缶出量を減少させ、 (3) SP₁≦PV₁、かつSP₂≦PV₂のときは塔底か
   らの缶出量の減少と新たなる設定値による還流
   量の制御を行い、 (4) SP₁＞PV₁、かつSP₂＞PV₂のときは塔底か
   らの缶出量の増加と新たなる設定値による還流
   量の制御を行う ことを特徴とする蒸溜塔制御方法。