شبیه سازی دینامیکی و کنترل برج های تقطیر دارای سیستم انتگراسیون انرژی

همواره کاهش مصزف انرژی در برج های تقطیر، یکی از مشکلات صنایع شیمیایی بوده است. اگرچه روش های متعددی جهت انتگراسیون انرژی برج های تقطیر پیشنهاد گردیده اند ولی اکثرا به علت مشکلات طراحی و کنترلی استفاده نمی شوند. در این پروژه، دو آرایش برج تقطیر با انتگراسیون انرژی شامل برج تقطیر با تراکم مجدد بخار(vapor recompression column)یا vrcو برج تقطیر با تبخیر ناگهانی در جوش آور(reboiler flashing column)یا rfcبا استفاده از نرم افزارaspen-hysys 2009شبیه سازی شده اند و نتایج نشان می دهند که این روش ها به ترتیب می توانند هزینه های عملیاتی را تا حدود72.8% و 59.5% در مقایسه با برج های تقطیر متداول کاهش دهند. همچنین یک ساختار کنترلی جهت کنترل غلظت های محصولات در روش rfc پیشنهاد شده است و برای آرایش vrc از ساختار کنترلی که مشابه با کارهای انجام شده توسط سایر محققان بوده است استفاده گردیده است. جهت مقایسه عملکرد دینامیکی این روش ها، کنترل کننده ها بر اساس استواری(robustness)یکسان با در نظر گرفتن حساسیت بیشینه(maximum sensitivity)مشابه تنظیم شده اند. کنترل پذیری فرایندها با استفاده از محاسبات ماتریس شاخص تداخل نسبی در حالت دینامیکی(dynamic relative gain array)و هزینه اغتشاش(disturbance cost)تحلیل گردیده و در مواردی که اغتشاشات، فرایندها را تحت تاثیر قرار می دهند با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند آرایش vrc کنترل پذیری بهتری از rfc داشته و ساختار کنترلی ساده تری نیاز خواهد بود. علاوه بر آن، vrcعملکرد دینامیکی سریعتر با میزان انحراف کمتر از مقدار مقرر دارد.