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JPS5814802B2 - How to control distillation equipment - Google Patents

How to control distillation equipment

Info

Publication number
JPS5814802B2
JPS5814802B2 JP748379A JP748379A JPS5814802B2 JP S5814802 B2 JPS5814802 B2 JP S5814802B2 JP 748379 A JP748379 A JP 748379A JP 748379 A JP748379 A JP 748379A JP S5814802 B2 JPS5814802 B2 JP S5814802B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distillation column
amount
distillation
raw material
column
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP748379A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5599301A (en
Inventor
古閑道雄
三木康佳
藤野一二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP748379A priority Critical patent/JPS5814802B2/en
Publication of JPS5599301A publication Critical patent/JPS5599301A/en
Publication of JPS5814802B2 publication Critical patent/JPS5814802B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は安定時のピンチ点が原料フイード位置に近いと
ころにある蒸留塔の少なくとも2塔以上から成る蒸留装
置の制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling a distillation apparatus comprising at least two distillation columns whose pinch point during stability is close to the raw material feed position.

更に詳細には応答特性が改善されたエネルギー損失の減
少した蒸留装置の新規制御方法に関する。
More specifically, the present invention relates to a new control method for a distillation apparatus with improved response characteristics and reduced energy loss.

従来、複数の塔から成る蒸留装置まわりの制御回路は、
第1蒸留塔への原料フイードは上流側タンクの液位制御
一流量制御のカスケード制御系となっており、また第2
塔またはそれ以降の蒸留塔への原料フイードは前塔のボ
トム液位制御により供給し、各塔におけるボトム湿度は
手動制御またはりボイラーへ供給される熱媒とのカスケ
ード制御によっている。
Conventionally, the control circuit around a distillation device consisting of multiple columns is
The raw material feed to the first distillation column is a cascade control system that controls the liquid level in the upstream tank and controls the flow rate.
The raw material feed to the column or subsequent distillation columns is supplied by controlling the bottom liquid level of the previous column, and the bottom humidity in each column is controlled manually or by cascade control with the heating medium supplied to the boiler.

すなわち、制御システムの一般原理は上流側の液位をベ
ースとなし、上流側で生じた変動を下流側で修正してい
くものである。
That is, the general principle of the control system is based on the liquid level on the upstream side, and any fluctuations occurring on the upstream side are corrected on the downstream side.

それ故、蒸留装置に外乱が入り塔内湿度が変動するとリ
フラツクス流量、リボイラーへの供給熱媒量を制御して
いる。
Therefore, when a disturbance occurs in the distillation apparatus and the humidity inside the column changes, the reflux flow rate and the amount of heat medium supplied to the reboiler are controlled.

このような、従来の制御方法によれば以下のような不都
合がある。
Such conventional control methods have the following disadvantages.

■ 塔内温度変化でリボイラーへの熱媒流量を制御する
場合にはリボイラーでの伝熱の遅れに伴う蒸発の遅れ、
その後で各段での平衡を新たな状態に移しながら、塔頂
に向って外乱が除かれていくので修正動作が極めて緩慢
である。
■ When controlling the flow rate of heat medium to the reboiler by changing the temperature inside the tower, there is a delay in evaporation due to a delay in heat transfer in the reboiler,
After that, the equilibrium at each stage is shifted to a new state, and the disturbance is removed toward the top of the tower, so the correction operation is extremely slow.

また、熱媒量を増加した時と減少させたときの塔内混度
の応答は非線形、非対象でありフィードバックカスケー
ド系では整定時間が長くなる。
In addition, the response of the mixture in the column when the amount of heat medium is increased or decreased is nonlinear and asymmetric, and the settling time is long in a feedback cascade system.

■ 原料フイード流量、濃度、湿度等の外乱の影響を小
さくするため通常の蒸留に際しては最小還流比の約1.
2〜2倍での運転が行われており、修正動作を緩慢にし
ているほかに非対称応答のためエネルギー損失が大きい
■ In order to reduce the influence of disturbances such as raw material feed flow rate, concentration, humidity, etc., the minimum reflux ratio is approximately 1.
The system is operated at 2 to 2 times the power, which slows down the correction operation and causes a large energy loss due to the asymmetric response.

■ 塔内液ガス流量比の変動により操作曲線が変化し、
塔効率の悪化により塔頂または塔底からの流出液の品質
を悪化させている。
■ The operating curve changes due to fluctuations in the liquid-gas flow rate ratio in the column.
The quality of the effluent from the top or bottom of the tower deteriorates due to the reduction in column efficiency.

かかる不都合を解決する方法として本発明者等は先に安
定時のピンチ点が原料フイード位置に近いところにある
蒸留塔から成る蒸留装置等の制御系において安定時のピ
ンチ点近傍の塔内温度及びリボイラーへの供給エネルギ
ー量を検出し、これらを原料フイード量の調整用制御信
号とすることを特徴とする蒸留装置等の制御方法を提供
した。
As a method to solve this problem, the present inventors first determined the internal temperature of the column near the pinch point when stable and A method for controlling a distillation apparatus, etc. is provided, which is characterized by detecting the amount of energy supplied to a reboiler and using this as a control signal for adjusting the amount of raw material feed.

該方法は単一の蒸留塔或いは複数個の蒸留塔がシリーズ
に連なった蒸留装置のいずれにも適用し得るものである
The method can be applied to either a single distillation column or a distillation apparatus having a series of distillation columns.

複数個の蒸留塔がシリーズに連なった蒸留装置の場合に
上記制御方法を適用する場合には一般には前塔からの流
出液を一担中間タンクに溜め次の蒸留塔に送る方式が採
られる。
When applying the above control method to a distillation apparatus having a plurality of distillation columns connected in series, a method is generally adopted in which the effluent from the previous column is stored in an intermediate tank and sent to the next distillation column.

ところが既存のプラントに於いては中間タンクを設ける
ようなスペースが無いような場合があり、適用が消極的
にならざるをえなかった。
However, in existing plants, there are cases where there is no space to install an intermediate tank, so the application has been reluctant.

本発明は上記のような不都合を解決した少なくとも2塔
以上で構成された蒸留装置の新規な制御方法を提供する
にある。
The present invention provides a novel control method for a distillation apparatus composed of at least two columns, which solves the above-mentioned disadvantages.

また本発明は生じた外乱を速やかに修正することができ
る簡単な構成のフイード・フォワード制御系で、整定時
間が短かくエネルギー損失の少ない制御方法を提供する
にある。
Another object of the present invention is to provide a control method with a simple feed forward control system capable of quickly correcting a generated disturbance, with a short settling time and with little energy loss.

更に本発明は既存の蒸留装置に簡単に適用可能な制御方
法を提供するにある。
Furthermore, the present invention provides a control method that can be easily applied to existing distillation equipment.

すなわち本発明は安定時のピンチ点がフイード位置に近
いところにある蒸留塔の少なくとも2塔以上で構成され
た蒸留系の制御系に於いて各蒸留塔への原料フイード量
を各蒸留塔の安定時のピンチ点近傍の塔内温度及びリボ
イラーへの供給エネルギー量を検出し、これらに応じて
各蒸留塔に供給する原料フイード量を調節し、及び第2
蒸留塔またはそれ以降の蒸留塔のりボイラーへの供給エ
ネルギー量を各蒸留塔の前にある蒸留塔の缶残液の液位
変動または各蒸留塔の前にある蒸留塔のトップコンデン
サーの後に設けられた液溜部の液位変動を検出し、これ
に応じて各蒸留塔のりボイラーへの供給エネルギー量を
調節することを特徴とする蒸留装置の制御方法を提供す
るにある。
In other words, the present invention provides a control system for a distillation system composed of at least two distillation columns in which the pinch point during stabilization is close to the feed position, so that the amount of raw material feed to each distillation column is stabilized in each distillation column. The temperature inside the column near the pinch point and the amount of energy supplied to the reboiler are detected, and the amount of raw material feed supplied to each distillation column is adjusted accordingly.
The amount of energy supplied to the distillation column or the subsequent distillation column boiler is determined by the level fluctuation of the bottom liquid of the distillation column in front of each distillation column or the amount of energy supplied to the distillation column boiler installed after the top condenser of the distillation column in front of each distillation column. The present invention provides a method for controlling a distillation apparatus, which is characterized by detecting liquid level fluctuations in a liquid reservoir and adjusting the amount of energy supplied to each distillation column boiler accordingly.

以下に本発明方法をより詳細に説明する。The method of the present invention will be explained in more detail below.

本発明方法の実施に当り、各蒸留塔への原料フイード量
は各蒸留塔の安定時のピンチ点近傍の塔内温度及びリボ
イラーへの供給エネルギー量ヲ検出し、これらに応じて
各蒸留塔に供給する原料フイード量を調節することが必
須である。
In carrying out the method of the present invention, the amount of raw material feed to each distillation column is determined by detecting the internal temperature of each distillation column near the pinch point when it is stable and the amount of energy supplied to the reboiler. It is essential to adjust the amount of raw material feed supplied.

以下にその理由を記す。The reason is described below.

一般に蒸留装置の運転は液ガス比 K=液ガス比 K=L/V・・・・・・・・・(1) L=液流量 ■=ガス流量 が一定となるように制御される。Generally, distillation equipment is operated at a liquid-gas ratio. K = liquid gas ratio K=L/V・・・・・・・・・(1) L = liquid flow rate ■=Gas flow rate is controlled so that it is constant.

それ故に外乱によりK値が変化した時の制御因子として
はLと■がある。
Therefore, there are L and ■ as control factors when the K value changes due to disturbance.

Lと■の内容を分解すると、 Kr=濃縮部液ガス比 Kr=Lr/Vr Lr= 〃 液流量Vr=
〃 ガス流量 ・・・・・・・・・(2) Ks=回収部液ガス比 Ks=Ls/Vs Ls= 〃 液流量Vs= 〃
ガス流量 となる。
Breaking down the contents of L and
〃 Gas flow rate・・・・・・・・・(2) Ks=Recovery part liquid gas ratio Ks=Ls/Vs Ls= 〃Liquid flow rate Vs= 〃
Gas flow rate.

先にも示したように既成の制御システムの一般原理は上
流側の液位をベースとなし、上流側で生じた変動を下流
側で修正していくものであるため、リフラツクス量によ
るLr及びリボイラー供給熱量によるVsのいずれかま
たは両者により制御されており、Lsは制御因子として
利用していない。
As mentioned earlier, the general principle of existing control systems is based on the liquid level on the upstream side, and the fluctuations that occur on the upstream side are corrected on the downstream side. It is controlled by either or both of Vs depending on the amount of heat supplied, and Ls is not used as a control factor.

(1)及び(2)式から理解されるようにKとLは比例
関係に、またKと■は反比例関係にある。
As understood from equations (1) and (2), K and L are in a proportional relationship, and K and ■ are in an inversely proportional relationship.

故にKの変化量を修正するに要したLの変化量の変動中
心と平均値が一致するが、一方■の変化は非対称応答の
ため変動中心より平均値の方が大きくなる。
Therefore, the average value coincides with the center of variation of the amount of change in L required to correct the amount of change in K, but on the other hand, since the change in ■ is an asymmetric response, the average value is larger than the center of variation.

変動中心より平均値が太きいということは蒸留系が不安
定な状態を意味し、安定するまでの整定時間が長くなり
、エネルギー損失が増大するという不都合を生じる。
The fact that the average value is larger than the center of fluctuation means that the distillation system is in an unstable state, which results in a long settling time until stabilization, resulting in an increase in energy loss.

このことから制御因子としてLを利用することが望まし
いことが理解される。
From this, it is understood that it is desirable to use L as a control factor.

公知の制御システムにおいてLrを採用していることは
上述の理由からすれば好ましい方向ではあるが、現実に
は充分な効果を発揮していない。
Although the adoption of Lr in known control systems is a preferable direction for the reasons mentioned above, in reality it does not exhibit sufficient effects.

従来、制御因子として利用されていないLsを更に分解
してみると L s = L r + q F ・−”(3)q=
フイード流体中の液比 F=フイード流量 となる。
If we further decompose Ls, which has not been used as a control factor in the past, we get Ls = Lr + qF ・-"(3) q=
Liquid ratio F in the feed fluid = feed flow rate.

すなわち、FはLsの匍1御因子として利用できるので
ある。
In other words, F can be used as a control factor of Ls.

Fを制御因子とした場合はKと比例関係で応答し制御因
子として望ましいものである。
When F is used as a control factor, it responds in a proportional relationship to K and is desirable as a control factor.

このことは■が一定の下において言えることであり、L
と■が共に変動するような系においてはLと■が打消し
合うように■よりFヘフイードフォワード制御をかける
必要性がある。
This can be said when ■ is constant, and L
In a system where both and (2) fluctuate, it is necessary to apply feed forward control to F (2) so that L and (2) cancel each other out.

このようにして制御因子としてFを選んで既存の蒸留装
置について実験を行なったところ、Fを制御因子として
利用した制御因子が応答特性、エネルギー利用率におい
て顕著に改善できることが判明した。
When F was selected as a control factor in this way and an experiment was conducted on an existing distillation apparatus, it was found that a control factor using F as a control factor could significantly improve the response characteristics and energy utilization rate.

この理由は通常蒸留装置のピンチ点は原料フイード位置
に位置するように設計され(実稼動時には多少ずれる)
るためにリフラツクス留分の還流点からピンチ点までの
距離と原料フイード位置からピンチ点までの距離の違い
によっていることが判った。
The reason for this is that the pinch point of the distillation equipment is usually designed to be located at the raw material feed position (it may shift slightly during actual operation).
It was found that this is due to the difference in the distance from the reflux point of the reflux fraction to the pinch point and the distance from the raw material feed position to the pinch point.

故に安定時のピンチ点がリフラツクス還流位置よりも原
料フイード位置に近い蒸留装置においては原料フイード
流量を制御することが有効となるのである。
Therefore, in a distillation apparatus where the pinch point during stability is closer to the raw material feed position than the reflux reflux position, it is effective to control the raw material feed flow rate.

本明細書中において用いている“ピンチ点近傍”とはリ
フラツクス量の変化よりもフイード量の変化の方が応答
速度が速い領域を意味し、これらは予備実験により、或
いは設計資料より容易に求められる。
The term "near the pinch point" used in this specification means a region where the response speed is faster for changes in the feed amount than for changes in the reflux amount, and these can be easily determined through preliminary experiments or from design materials. It will be done.

本明細書中において用いている“原料フイード”とは第
1塔目は粗製品、第2塔目またはそれ以降の塔への原料
フイードは各塔の前の塔からの流出物を意味する。
As used herein, "feed feed" refers to the crude product in the first column and the effluent from the column preceding each column as feed to the second or subsequent columns.

しかして、原料フイード流量の制御因子としてはピンチ
点近傍の温度とリボイラーへ供給されるエネルギー量と
が利用される。
Therefore, the temperature near the pinch point and the amount of energy supplied to the reboiler are used as control factors for the raw material feed flow rate.

ピンチ点近傍の温度を測定することによって、濃縮部操
作線、回収部操作線の安定度を知ることができ、またリ
ボイラーへ供給されるエネルギー量を測定することによ
って回収部ガス流量を推定し、そしてピンチ点近傍の湿
度とリボイラーへ供給されるエネルギー量とを組合せて
利用することにより全体のバランスを制御しているので
ある。
By measuring the temperature near the pinch point, it is possible to know the stability of the concentration section operating line and recovery section operating line, and by measuring the amount of energy supplied to the reboiler, the recovery section gas flow rate can be estimated. The overall balance is controlled by using a combination of the humidity near the pinch point and the amount of energy supplied to the reboiler.

本発明方法は系の制御にLを利用するために■の変動に
よるKの変化をできるだけ無視し得るようにしておかな
ければならない。
In the method of the present invention, in order to utilize L for system control, changes in K due to fluctuations in (2) must be made as negligible as possible.

そのため、リボイラーへ供給されるエネルギー量の変化
に対応させて原料フイード量を変化させる必要があるの
である。
Therefore, it is necessary to change the raw material feed amount in response to changes in the amount of energy supplied to the reboiler.

以上の説明から各蒸留塔への原料フイード量の調節が理
解されたものと思う。
From the above explanation, I hope you understand how to adjust the amount of raw material feed to each distillation column.

本発明方法の実施に当り、第2番目の蒸留塔またはそれ
以降の蒸留塔のリボイラーへの供給エネルギー量は各蒸
留塔の前にある蒸留塔の缶残液の液位変動を検出し、ま
たは各蒸留塔の前にある塔のトップコンデンサーの後に
設けられた液溜部の液位変動を検出し、これに応じて各
蒸留塔のリボイラーへの供給エネルギー量を調節するこ
とが必須である。
In carrying out the method of the present invention, the amount of energy supplied to the reboiler of the second distillation column or subsequent distillation columns is determined by detecting the liquid level fluctuation of the bottom liquid of the distillation column in front of each distillation column, or It is essential to detect fluctuations in the liquid level in the liquid reservoir provided after the top condenser of the column in front of each distillation column and adjust the amount of energy supplied to the reboiler of each distillation column accordingly.

以下にその理由を詳述する。前記した各蒸留塔への原料
フイード量の調節を各蒸留塔間にカスケード関係なくし
て行なう場合には蒸留塔間に中間タンクを設けることが
必要となる。
The reason is detailed below. In order to adjust the amount of raw material feed to each of the distillation columns described above without cascading the distillation columns, it is necessary to provide an intermediate tank between the distillation columns.

なぜなら後段の蒸留塔のリボイラーへ供給される熱媒量
が減少すると前記説明からも明らかなように原料フイー
ド量は減少し、この場合前段の蒸留塔のリボイラーへ供
給される熱媒量が変らなかったとしたら、前段の蒸留塔
の流出液缶残液または凝縮液は増加する。
This is because when the amount of heat medium supplied to the reboiler of the subsequent distillation column decreases, the amount of raw material feed decreases, as is clear from the above explanation, and in this case, the amount of heat medium supplied to the reboiler of the previous distillation column does not change. If so, the effluent bottom liquid or condensate from the previous stage distillation column will increase.

逆に後段の蒸留塔のリボイラーへ供給される熱媒量が増
加すると、原料フイード量は増大しこの場合前段の蒸留
塔のリボイラーへ供給される熱媒量が変らなかったとし
たら、前段の蒸留塔の流出液は減少する。
Conversely, if the amount of heat medium supplied to the reboiler of the subsequent distillation column increases, the amount of raw material feed increases.In this case, if the amount of heat medium supplied to the reboiler of the previous distillation column remains unchanged, effluent decreases.

尚、前段の蒸留塔のリボイラーへ供給される熱媒量は変
らなかったと仮定したが、勿論実際には変動するもので
あるから、流出液の変動は頻繁に生じる時もある。
It is assumed that the amount of heat medium supplied to the reboiler of the preceding distillation column does not change, but of course it does change in reality, so fluctuations in the effluent may occur frequently.

故に、各蒸留塔への原料フィード量の調節を各蒸留塔間
にカスケード関係なくして行なうとすれば各蒸留塔間に
中間タンクを設けなければならない。
Therefore, if the amount of raw material fed to each distillation column is to be adjusted without cascading the columns, an intermediate tank must be provided between each distillation column.

このような中間タンクを設ける方法の場合には、現状プ
ロセスに対して余分な設備および敷地を必要とし、特に
既存設備に対しては適用が著しく消極的となる。
In the case of such a method of providing an intermediate tank, extra equipment and site are required compared to the current process, and the method is particularly reluctant to be applied to existing equipment.

本発明は上記のような不都合を解決するためになされた
ものであり、第2番目の蒸留塔またはそれ以降の蒸留塔
のリボイラーへの供給エネルギー量は各蒸留塔の前にあ
る蒸留塔の缶残液の液位変動または各蒸留塔の前にある
塔のトップコンデンサーの後に設けられた液溜部の液位
変動を検出し、これに応じて各蒸留塔への供給エネルギ
ー量を調節する。
The present invention was made to solve the above-mentioned disadvantages, and the amount of energy supplied to the reboiler of the second distillation column or subsequent distillation columns is determined by the amount of energy supplied to the reboiler of the distillation column in front of each distillation column. Fluctuations in the liquid level of the residual liquid or fluctuations in the liquid level in the liquid reservoir provided after the top condenser of the column in front of each distillation column are detected, and the amount of energy supplied to each distillation column is adjusted accordingly.

缶残液の液位変動または液溜部の液位変動の検出とリボ
イラーへの供給エネルギー量の調節用バルブとは検出値
に調節用バルブを直接的に作動するようにしてもよいし
或いは検出端子または制御器に不感帯を設け、液位変動
が所定の範囲を外れた時に調節用バルブが作動するよう
にしてもよい。
The valve for adjusting the amount of energy supplied to the reboiler and detecting the fluctuation in the liquid level of the remaining liquid in the tank or the liquid reservoir part may be operated directly according to the detected value, or the valve for adjusting the amount of energy supplied to the reboiler may be operated directly according to the detected value, or A dead band may be provided in the terminal or controller so that the regulating valve is activated when the liquid level fluctuation is outside a predetermined range.

しかして、本発明のようにして第2塔またはそれ以降の
蒸留塔のリボイラーへのエネルギー供給量を調節するこ
とにより、原料フイード量を各蒸留塔の安定時のピンチ
点近傍の塔内温度及びリボイラーへの供給エネルギー量
を検出しこれらに応じて各蒸留塔に供給する原料フイー
ド量を調節する場合に生ずる中間タンク及びそれに伴う
敷地の問題等を解することができるという利点がある。
Therefore, by adjusting the amount of energy supplied to the reboiler of the second column or subsequent distillation columns as in the present invention, the amount of raw material feed can be adjusted to the temperature inside the column near the pinch point when each distillation column is stable. This method has the advantage that it is possible to solve problems such as intermediate tanks and accompanying site problems that arise when the amount of energy supplied to the reboiler is detected and the amount of raw material feed supplied to each distillation column is adjusted accordingly.

以下に本発明方法を図面により更に詳細に説明する。The method of the present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

第1図は缶残液を次の蒸留塔にフイードする蒸留装置の
制御方法を、第2図は塔頂流出液を次の蒸留塔にフイー
ドする蒸留装置の制御方法を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a method of controlling a distillation apparatus that feeds the bottom liquid to the next distillation column, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of controlling the distillation apparatus that feeds the top effluent to the next distillation column.

第1図に於いて蒸留すべき原料がライン28を通って蒸
留塔1に供給され、塔内で低沸留分と高沸留分とに分留
される。
In FIG. 1, the raw material to be distilled is fed through line 28 to distillation column 1, where it is fractionated into a low-boiling fraction and a high-boiling fraction.

原料の蒸留塔への供給量はフイード流量計12の情報を
検知して信号線dによりフイード量調整バルブ3を制御
し、ほぼ一定流量に保たれるように構成されている。
The amount of raw material supplied to the distillation column is maintained at a substantially constant flow rate by detecting information from a feed flow meter 12 and controlling a feed amount adjustment valve 3 via a signal line d.

蒸留塔1としてはシーブトレイ、バブルキャップ、充填
塔等の形式のものを用いることができる。
The distillation column 1 can be in the form of a sieve tray, a bubble cap, a packed column, or the like.

蒸留塔1の底にはボトム循環ライン29が設けられてお
り、このボトム循環ラインの間にはライン34を経て供
給される蒸気によって加熱されるところのリボイラー4
が設けられておりこれによって熱が供給されている。
A bottom circulation line 29 is provided at the bottom of the distillation column 1, and between this bottom circulation line there is a reboiler 4 which is heated by steam supplied via a line 34.
is provided to supply heat.

蒸気の供給量は蒸気流量計13の情報を検知して信号線
b,gにより蒸気フイード量調整バルブ5を制御し一定
流量に保たれるように構成されている。
The amount of steam supplied is maintained at a constant flow rate by detecting information from a steam flow meter 13 and controlling a steam feed amount adjustment valve 5 using signal lines b and g.

本例においては熱源として蒸気を用いる場合を示したが
、勿論これらは他の熱媒体を用いてもよい。
In this example, a case is shown in which steam is used as a heat source, but of course other heat medium may also be used.

低沸点留分は低沸点留分取出しライン31から取出され
コンデンサー6で凝縮液化され、液溜部7にためられ、
その一部がリフラツクス留分としてライン32を経て蒸
留塔上部にリフラツクス流量計14の情報を検知して信
号線eによりリフラツクス調整バルブ8を制御しリサイ
クルされる。
The low boiling point fraction is taken out from the low boiling point distillate extraction line 31, condensed and liquefied in the condenser 6, and stored in the liquid reservoir 7.
A part of it is recycled as a reflux fraction through a line 32 to the upper part of the distillation column by detecting information from a reflux flow meter 14 and controlling a reflux adjustment valve 8 via a signal line e.

一方、残部は液溜部7の液位変動を信号線fにて製品取
出しバルブ9を制御し、ライン33を経て製品として回
収される。
On the other hand, the remaining liquid is recovered as a product via a line 33 by controlling the product take-out valve 9 using a signal line f to control the liquid level fluctuation in the liquid reservoir 7.

上記のような構成において、本発明方法はA点(ピンチ
点近傍)で検出された温度を信号線aにより、及びリボ
イラーへの供給エネルギー量を蒸気流量計13の情報を
検知して信号線bにより制御器10に送り、制御器10
から導かれた指示により信号線Cにより原料フイードバ
ルブ3を調整し、原料フイード量を調整し蒸留塔内温度
を修正する。
In the above configuration, the method of the present invention detects the temperature detected at point A (near the pinch point) through the signal line a, and detects the information from the steam flow meter 13 to determine the amount of energy supplied to the reboiler through the signal line b. is sent to the controller 10 by the controller 10
The raw material feed valve 3 is adjusted by the signal line C in accordance with the instructions derived from the signal line C, the raw material feed amount is adjusted, and the temperature inside the distillation column is corrected.

このフイード量の演算の一例としては、例えば、信号線
dからのフイード流量と信号線bからのスチーム流量よ
り、流量比(フイード量/スチーム量)を求め、これを
安定時のL/Vに対比させ、この偏差に信号線bからの
スチーム流量信号を乗算してフイード流量設定出力とし
、一方、信号線aからの温度信号を設定値と比較し、偏
差を求め、フイード流量に対するフィードバック制御演
算を行ない、その出力を前述のフイード流量設定出力と
加算演算すればよい。
As an example of calculating this feed amount, for example, the flow rate ratio (feed amount/steam amount) is calculated from the feed flow rate from signal line d and the steam flow rate from signal line b, and this is converted into L/V at a stable state. This deviation is compared and multiplied by the steam flow rate signal from signal line b to obtain the feed flow rate setting output, and on the other hand, the temperature signal from signal line a is compared with the set value to find the deviation and perform feedback control calculation for the feed flow rate. , and add the output to the feed flow rate setting output described above.

このようにして原料フイード量を調節することにより応
答速度が速く、また変動中心と平均値が一致するために
、従来の非対称応答に比較して整定時間が著しく短縮さ
れ、エネルギー効率が顕著に改善される。
By adjusting the raw material feed amount in this way, the response speed is fast, and since the fluctuation center and the average value match, the settling time is significantly shortened compared to the conventional asymmetric response, and energy efficiency is significantly improved. be done.

高沸点留分はライン30を経て取出され次の蒸留塔2の
原料として供給される。
The high boiling point fraction is taken out via line 30 and supplied as a raw material to the next distillation column 2.

第2蒸留塔2の底にはボトム循環ライン35が設けられ
ており、このボトム循環ラインの間にはライン40を経
て供給される蒸気によって加熱されるところのリボイラ
ー16が設けられており、これによって熱が供給されて
いる。
A bottom circulation line 35 is provided at the bottom of the second distillation column 2, and a reboiler 16, which is heated by steam supplied via a line 40, is provided between the bottom circulation lines. Heat is supplied by.

蒸気の供給量は蒸気流量計25の情報を検知して信号線
i,nにより蒸気フイード量調整バルブ17を制御し一
定流量に保つ。
The amount of steam supplied is maintained at a constant flow rate by detecting information from the steam flow meter 25 and controlling the steam feed amount adjustment valve 17 using signal lines i and n.

前段の蒸留塔からの高沸点留分は前段の蒸留塔と同様に
A′点(ピンチ点近傍)で検出された温度を信号線hに
より及びリボイラーへの供給エネルギー量を信号線iに
より制御器22に送り、制御器22から導かれた指示に
より信号線Jにより原料フイードバルブ15を調整し、
原料フイード量を調整供給する。
As with the previous distillation column, the high boiling point fraction from the previous distillation column is controlled by a signal line h to control the temperature detected at point A' (near the pinch point) and by a signal line i to control the amount of energy supplied to the reboiler. 22, and adjust the raw material feed valve 15 through the signal line J according to instructions derived from the controller 22.
Adjust and supply raw material feed amount.

第2蒸留塔への原料供給量はフイード流量計24で検知
され、信号線kによりフイード量調整バルブ15を制御
し、ほぼ一定流量に保つ。
The amount of raw material supplied to the second distillation column is detected by the feed flow meter 24, and the feed amount adjustment valve 15 is controlled by the signal line k to maintain the feed amount at a substantially constant flow rate.

該方式によって原料フイード量を調整することにより整
定時間を短縮し、エネルギー効率を顕著に改善できるの
である。
By adjusting the raw material feed amount using this method, settling time can be shortened and energy efficiency can be significantly improved.

上記したような構成に加えて、本発明方法の実施に当っ
ては第1蒸留塔の缶残液の液位変動検出器11を設け、
この検出器の指示が信号線pにより第2蒸留塔2のリボ
イラーへ供給される蒸気量の調節弁バルブ17とカスケ
ードされる。
In addition to the configuration described above, when implementing the method of the present invention, a liquid level fluctuation detector 11 for the bottom liquid of the first distillation column is provided,
The indication of this detector is cascaded by a signal line p to a control valve 17 for controlling the amount of steam supplied to the reboiler of the second distillation column 2.

かかる制御方式を採用することによって第1蒸留塔1と
第2蒸留塔2間の液の流れを中間タンク無しの状態でス
ムーズに流すことができ、また既存の蒸留装置にも簡単
に適用できるという利点がある。
By adopting such a control method, the liquid can flow smoothly between the first distillation column 1 and the second distillation column 2 without an intermediate tank, and can be easily applied to existing distillation equipment. There are advantages.

第2蒸留塔2において、低沸点留分は低沸点留分取出し
ライン37から取出され、コンデンサー18で凝縮液化
され液溜部19にためられその一部がリフラツクス留分
としてライン38を経て蒸留塔上部にリサイクルされる
In the second distillation column 2, the low-boiling point fraction is taken out from the low-boiling point extraction line 37, condensed and liquefied in the condenser 18, and stored in the liquid reservoir section 19, where a part of it is passed through the line 38 as a reflux fraction to the distillation column. Recycled at the top.

リフラツクスはりフラツクス流量計26の情報を検知し
て信号線lによりリフラツクス調整バルブ20を制御し
リサイクルされる。
The information from the reflux flowmeter 26 is detected and the reflux adjustment valve 20 is controlled by the signal line 1, whereby the reflux beam is recycled.

第1及び第2蒸留塔共リフラツクス量を流量制御するケ
ースを示したが、原料フイード量および/またはリボイ
ラーへの供給スチーム量からのフイードフォワードを使
用してもよい。
Although a case has been shown in which the flow rates of the reflux amounts in both the first and second distillation columns are controlled, feedforward from the raw material feed amount and/or the steam amount supplied to the reboiler may also be used.

一万残部はライン39を経て製品として回収される。The remaining 10,000 yen passes through line 39 and is recovered as a product.

この場合、液溜部19の液位変動を検出し、信号線mに
より製品取出しバルブ21を制御し、取出すのがよい。
In this case, it is preferable to detect the liquid level fluctuation in the liquid reservoir 19 and control the product take-out valve 21 using the signal line m to take out the product.

高沸点留分はライン36を経て取出され、製品としてま
たは次の蒸留工程の原料として使用される。
The high boiling fraction is removed via line 36 and used as product or as feedstock for the next distillation step.

この場合、蒸留塔2の缶残部の液位変動を、液位検出器
23にて検出し、信号線qにより製品取出しバルブ27
を制御し取出す。
In this case, the liquid level fluctuation in the remaining part of the distillation column 2 is detected by the liquid level detector 23, and the product take-out valve 27 is detected by the signal line q.
control and take out.

しかして、本発明の要点は原料フイード量をピンチ点近
傍の温度及びリボイラーへの供給エネルギー量の変動に
基づき調節し、また第1蒸留塔と第2蒸留塔またはそれ
以降の蒸留塔の間を第1蒸留塔の缶残液の液位変動また
は第1蒸留塔のトップコンデンサーの後に設けられた液
溜部の液位変動を検出し、これに応じて第2蒸留塔への
供給エネルギー量を調節することにより、蒸留塔の安定
化及び従来の装置の簡単な変更により適用可能というこ
とを具体化したものである。
Therefore, the main point of the present invention is to adjust the raw material feed amount based on the temperature near the pinch point and the fluctuation of the amount of energy supplied to the reboiler, and to adjust the amount of raw material feed based on fluctuations in the temperature near the pinch point and the amount of energy supplied to the reboiler. Fluctuations in the liquid level of the bottom liquid in the first distillation column or fluctuations in the liquid level in the liquid reservoir provided after the top condenser of the first distillation column are detected, and the amount of energy supplied to the second distillation column is adjusted accordingly. By adjusting the method, it is realized that the distillation column can be stabilized and the conventional equipment can be applied by simple modification.

第2図は本発明の制御方法を第1蒸留塔の低沸点留分を
次の蒸留塔への原料フイードとして使用する場合の例を
示すものである。
FIG. 2 shows an example of the control method of the present invention in which the low-boiling fraction from the first distillation column is used as raw material feed to the next distillation column.

第2図に於いて、蒸留すべき原料はライン28を通って
蒸留塔1に供給され、塔内で低沸留分と高沸留分とに分
留される。
In FIG. 2, the raw material to be distilled is fed through line 28 to distillation column 1, where it is fractionated into a low-boiling fraction and a high-boiling fraction.

蒸留塔1の底にはボトム循環ライン29が設けられてお
り、このボトム循環ラインの間にはライン34を経て供
給される蒸気によって加熱されるところのリボイラー4
が設けられている。
A bottom circulation line 29 is provided at the bottom of the distillation column 1, and between this bottom circulation line there is a reboiler 4 which is heated by steam supplied via a line 34.
is provided.

高沸点留分は液位検出器11により缶残液の液位制御し
ながら信号線rで製品取出しバルブ42を制御し高沸点
留分取出しライン30から製品として取出され、一部は
缶残液としてリサイクルされる。
The high boiling point fraction is taken out as a product from the high boiling point distillate extraction line 30 by controlling the product take-out valve 42 using the signal line r while controlling the liquid level of the can residual liquid using the liquid level detector 11. recycled as

原料フイード量はA点(ピンチ点近傍)で検出された湿
度を信号線aにより及びリボイラーへの供給エネルギー
量を信号線bにより制御器10に送り、制御器10から
導かれた指示を信号線Cにより原料フイードバルブ3に
伝達し原料フイード量を調節し蒸留塔内温度を修正する
The amount of raw material feed is determined by sending the humidity detected at point A (near the pinch point) to the controller 10 through the signal line a, and the amount of energy to be supplied to the reboiler through the signal line b, and sending instructions from the controller 10 to the signal line. C, the signal is transmitted to the raw material feed valve 3 to adjust the amount of raw material feed and correct the temperature inside the distillation column.

低沸点留分はライン31を経て取出され、コンデンサー
6で凝縮液化され、液溜部7にためられ、その一部がリ
フラックス留分としてライン32を経て蒸留塔上部にリ
サイクルされ、一方残部はライン41を経て第2蒸留塔
2の原料として送られる。
The low boiling point fraction is taken out via line 31, condensed and liquefied in condenser 6, and stored in liquid reservoir 7. A part of it is recycled as a reflux fraction to the upper part of the distillation column via line 32, while the remainder is It is sent as a raw material to the second distillation column 2 via a line 41.

前段の蒸留塔1からの低沸点留分は前段の蒸留塔と同様
にA′点(ピンチ点近傍)で検出された湿度を信号線h
により及びリボイラーへの供給エネルギー量を信号線i
により制御器22に送り、制御器22から導かれた指示
を信号線jにより原料フイードバルブ15に伝達し原料
フイード量を調整供給する。
As with the previous distillation column, the low boiling point fraction from the distillation column 1 in the previous stage uses the humidity detected at point A' (near the pinch point) as the signal line h.
The amount of energy supplied to the reboiler by the signal line i
The instruction from the controller 22 is transmitted to the raw material feed valve 15 via the signal line j to adjust and supply the raw material feed amount.

かかる構成の場合、本発明方法の実施に当って、第1蒸
留塔1のトップコンデ−6の後に設けられた液溜部7の
液位変動検出器43を設けこの検出器の指示が信号線S
を経て第2蒸留塔2のリボイラーへ供給される蒸気量の
調節用バルブ17とカスケードされる。
In the case of such a configuration, when carrying out the method of the present invention, a liquid level fluctuation detector 43 of the liquid reservoir section 7 provided after the top condenser 6 of the first distillation column 1 is provided, and the indication of this detector is connected to the signal line. S
It is cascaded with a valve 17 for regulating the amount of steam supplied to the reboiler of the second distillation column 2 through the .

第2蒸留塔2において、低沸点留分は低沸点留分取出し
ライン37から取出され、コンデンサー18で凝縮液化
され、液溜部19に溜られその一部がリフラツクス部分
としてライン38を経て蒸留塔上部にリサイクルされる
In the second distillation column 2, the low-boiling point fraction is taken out from the low-boiling point extraction line 37, condensed and liquefied in the condenser 18, stored in the liquid reservoir section 19, and a part of it is passed through the line 38 as a reflux portion to the distillation column. Recycled at the top.

一方、残部を製品としてまたは次の蒸留工程の原料とし
てライン39から取出される。
Meanwhile, the remainder is taken out from line 39 as a product or as a raw material for the next distillation process.

高沸点留分はライン36を経て製品として回収される。The high-boiling fraction is recovered as a product via line 36.

なお第2図について上記において説明した以外のフロー
は第1図とほぼ同様である。
Note that the flow other than that described above with respect to FIG. 2 is substantially the same as that of FIG. 1.

図においては蒸留塔が2塔のものについて説明したが、
勿論2塔以上の蒸留塔から成る蒸留装置についても上記
と同様な構成により適用可能である。
In the figure, the explanation was given for the case where there are two distillation columns, but
Of course, the same structure as above can also be applied to a distillation apparatus consisting of two or more distillation columns.

また、本発明の制御方法はその他の制御方法と適宜組合
せて実施することができる。
Moreover, the control method of the present invention can be implemented in appropriate combination with other control methods.

以上詳述したような本発明の制御方法によれば制御因子
としてK値に対して比例的に作用する原料フイード量を
用いているので応答速度が速く、また変動中心と平均値
が一致するために従来の非対称応答に比較して整定時間
が著しく短縮されエネルギー効率が顕著に改善されると
いう利益が発揮される。
According to the control method of the present invention as detailed above, since the raw material feed amount which acts proportionally to the K value is used as a control factor, the response speed is fast, and the center of fluctuation and the average value match. The benefits of significantly reduced settling time and significantly improved energy efficiency compared to traditional asymmetric responses are demonstrated.

また、本発明の制御方法によれば前段の蒸留塔の缶残液
の液位変動または前段の蒸留塔のトップコンデンサーの
後に設けられた液溜部の液位変動に基づき第2蒸留塔へ
供給されるエネルギー量をコントロールしているので、
中間タンク無しの状態でスムーズに流すことができ、既
存設備に容易に適用できるという利点も発揮される。
Furthermore, according to the control method of the present invention, the liquid is supplied to the second distillation column based on the fluctuation in the liquid level of the bottom liquid in the former distillation column or the liquid level in the liquid reservoir provided after the top condenser of the former distillation column. Since we control the amount of energy used,
It also has the advantage of being able to flow smoothly without an intermediate tank and being easily applicable to existing equipment.

更に、このような本発明は計算機による自動制御等を用
いて行なうことができる。
Furthermore, the present invention can be carried out using automatic control by a computer or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は本発明の制御方法の適用例を示す
ものである。 1,2:蒸留塔、3,15:フイード流量調整バルブ、
4,16:リボイラー、5.17:蒸気流量調整バルブ
、6,18:コンデンサー、7,19:液溜部、8,2
0:リフラツクス流量調整バルブ、9,21,27,4
2:製品取出しバルブ、10,22:制御器、11,2
3,43:液位変動検出器、1 2 , 24 :原料
流量計、13,25:蒸気流量計、14,26:リフラ
ツクス流量計、28:原料フイードライン、29,35
:ボトム循環ライン、30,36,41 :製品取出兼
原料フイードライン、31,37:低沸留分取出ライン
、32,38:リフラツクスライン、33,39:製品
取出ライン、34,40:蒸気ライン、a,b,c,d
,e,f,g,h,i,j ,k,l,m,n,p,q
,r,s:信号線。
1 and 2 show an example of application of the control method of the present invention. 1, 2: Distillation column, 3, 15: Feed flow rate adjustment valve,
4, 16: Reboiler, 5.17: Steam flow rate adjustment valve, 6, 18: Condenser, 7, 19: Liquid reservoir, 8, 2
0: Reflux flow rate adjustment valve, 9, 21, 27, 4
2: Product take-out valve, 10, 22: Controller, 11, 2
3, 43: Liquid level fluctuation detector, 1 2, 24: Raw material flow meter, 13, 25: Steam flow meter, 14, 26: Reflux flow meter, 28: Raw material feed line, 29, 35
: Bottom circulation line, 30, 36, 41 : Product removal/raw material feed line, 31, 37: Low boiling fraction removal line, 32, 38: Reflux line, 33, 39: Product removal line, 34, 40: Steam line , a, b, c, d
, e, f, g, h, i, j , k, l, m, n, p, q
, r, s: signal line.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 安定時のピンチ点がフイード位置に近いところにあ
る蒸留塔の少なくとも2塔以上で構成された蒸留装置の
制御系に於いて、各蒸留塔への原料フイード量を各蒸留
塔の安定時のピンチ点近傍の塔内湿度及びリボイラーへ
の供給エネルギー量ヲ検出し、これらに応じて各蒸留塔
に供給する原料フイード量を調節し及び第2蒸留塔また
はそれ以降め蒸留塔のりボイラーへのエネルギー供給量
を各蒸留塔の前にある蒸留塔の缶残液の液位変動または
各蒸留塔の前にある塔のトップコンデンサーの後に設け
られた液溜部の液位変動を検出し、これに応じて各蒸留
塔への供給エネルギー量を調節することを特徴とする蒸
留装置の制御方法。
1. In the control system of a distillation apparatus consisting of at least two distillation columns whose pinch point at stable time is close to the feed position, the amount of raw material feed to each distillation column is adjusted to the point at which each distillation column is stabilized. The humidity in the column near the pinch point and the amount of energy supplied to the reboiler are detected, and the amount of raw material feed supplied to each distillation column is adjusted accordingly, and the energy to the boiler of the second distillation column or subsequent distillation columns is detected. The supply amount is determined by detecting the liquid level fluctuation of the bottom liquid in the distillation column in front of each distillation column or the liquid level fluctuation in the liquid reservoir section installed after the top condenser of the column in front of each distillation column. A method for controlling a distillation apparatus, the method comprising adjusting the amount of energy supplied to each distillation column accordingly.
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