Доклады о будущих и современных технологиях

ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ С РЕЦИКЛОМ

И. И. Верлока, Г. Г. Вилков

Научный руководитель - Г. Г. Вилков, д-р техн. наук, профессор Ярославский государственный технический университет

Наличие рецикла подразумевает повторную переработку вещества, что связано с непроизводительными затратами. Поэтому введение рецикла может быть оправдано в случаях, когда необходимо обеспечивать выпол­нение каких-либо специальных требований технологического характера.

Объектом исследования является двухколонная ректификационная установка, разделяющая многокомпонентную смесь углеводородов. Уста­новка входит в состав технологической схемы крупнотоннажного этилено­вого производства ЭП-300. Технологическим регламентом предусмотрено ограничение сверху на температуру в кубе первой колонны для недопуще­ния полимеризации некоторых компонентов. С этой целью дистиллят вто­рой колонны в качестве рецикла направляется на вход первой.

Постановка задачи оптимального управления заключается в следую­щем. Требуется найти такие значения расходов выходных потоков колон­ны и незаданных регламентом концентраций компонентов в них, которые обеспечили бы требования регламента при минимально необходимых для этого энергетических затратах. Критерием оптимальности является крите­рий качества разделения, оценивающий относительную организованность колонны. Для случаев четкого разделения условием максимума критерия является условие оптимальной статики, когда мольный расход дистиллята численно равен сумме входных мольных концентраций компонентов, обо­гащаемых в дистиллят.

Для решения задачи разработана энтропийная математическая модель установки, которая откорректирована при использовании данных техноло­гического регламента. Проведен анализ влияния интенсивных управлений на разделительную способность колонн, в результате чего получены усло­вия оптимальности отдельных колонн (обеспечивающие оптимальность установки в целом). По ним определяются оптимальные значения управ­лений.

Алгоритмом оптимального управления предусмотрено уменьшение расхода дистиллята первой колонны от оптимального значения, мини­мально необходимое для выполнения регламентного ограничения на тем­пературу в кубе первой колонны.