مدلسازي، بهره برداري و كنترل ستون هاي تقطير با ديواره هاي جداكننده

جداسازی مواد در ستونهای تقطير بيشترين سهم از حجم عظيم انرژی مصرفشده در صنايع فرآيندی را به خود اختصاص میدهد.بعلاوه، ستونهای تقطير يكی از پرهزينهترين اجزای فرآيندی هستند كه نياز به سرمايهگذاری ستونهای تقطير با » اوليهی هنگفتی دارند. در سالهای اخير فناوری جديدی در حوزهی تجهيزات تقطير با عنوان توسعه يافته است كه دو دغدغهی اساسی فوق را به ميزان چشمگيری بهبود میدهد. بطور خاص، « ديواره جداكننده طبق نتايج حاصله از نمونههای صنعتی عملياتی شده، اينگونه از ستونهای تقطير بطور متوسط ۳۰ الی ٥۰ درصد انرژی مصرفی برای تقطير را در كاربردهای مختلف نسبت به سيستمهای متداول كاهش داده و همچنين با يكپارچهسازی چندين ستون تقطير متداول در يك ستون، ميزان سرمايهگذاری اوليه مورد نياز را نيز به ميزان قابلتوجهی كاهش میدهند. البته اين بهبودها با برخی پيچيدگی ها در بهرهبرداری و كنترل اين ستونها همراه است. در اين مقاله كنترل يك ستون تقطير چهارمحصولی با ديوارهی جداساز مورد مطالعه قرار میگيرد. اين ستون تقطير يك مخلوط از بوتانول، پروپانول، اتانول و متانول را به چهار جريان فرآورده كه هر يك از آنها دربردارندهی يكی از اين اجزا هستند، جداسازی میكند. ورودیهای كنترلی ستون تقطير مورد مطالعه شامل پس ريز، جريانهای جانبی ۱ و ۲، نسبت انشعاب مايع و نرخ جريان محصولات بالايی و پايينی بوده و عوامل بويلآپ بخار، نسبت انشعاب بخار، تركيب جريان خوراك و نسبت مايع جريان خوراك به عنوان اغتشاشات ورودی در نظر گرفته میشوند. انتخاب اين متغير ها مبتنی بر پژوهشهای پيشين در زمينهی انتخاب متغيرهای كنترل شده در اين ستون تقطير است. به منظور مدل پيشبين و مدل پيشبين نظارتی بكارگرفته شده و ،LQR ،PID كنترل ستون تقطير مورد مطالعه كنترلرهای عملكرد آنها در شرايط مختلفی از اغتشاشات و عدم قطعيت در ورودیهای كنترلی مورد بررسی قرار گرفت. نتايج حاصلشده حاكی از عملكرد برتر كنترل مدل پيشبين نظارتی نسبت به ساير گزينهها است.