МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІЧНОЇ ПОВЕДІНКИ КОЛОНИ РЕКТИФІКАЦІЇ У ТЕХНОЛОГІЇ ПЕРЕРОБКИ ВТОРИННИХ ДЕСТИЛЯТІВ НАФТИ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2026-1(56)-104-112Ключові слова:
адаптивне керування, інтелектуальні системи керування, колона синтезу метанолу, функція Ляпунова, ПІ-регулятор, параметрична невизначеність.Анотація
У статті розглянуто питання моделювання динамічної поведінки колони ректифікації, що використовується в технології переробки вторинних дистилятів нафти. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення ефективності функціонування нафтопереробних установок, забезпечення стабільності якості продуктів та зниження енерговитрат у змінних умовах експлуатації. Проведено аналіз особливостей технологічного процесу ректифікації вторинних нафтових фракцій, зокрема впливу складу сировини, теплових режимів та гідродинамічних параметрів на динамічні характеристики об’єкта.
Розроблено математичну модель колони ректифікації, яка враховує матеріальні та теплові баланси, нелінійність процесів масо- та теплообміну, а також взаємозв’язки між основними технологічними змінними. Для опису динаміки використано систему диференціальних рівнянь, що дозволяє відтворювати перехідні процеси при зміні вхідних параметрів, таких як витрата сировини, температура та тиск. Здійснено ідентифікацію параметрів моделі на основі експериментальних або апроксимованих промислових даних.
Проведено дослідження динамічних властивостей колони ректифікації, включаючи аналіз перехідних характеристик, стійкості та чутливості до збурень. Отримані результати
дозволяють оцінити вплив керуючих дій на якість розділення компонентів та визначити оптимальні режими роботи установки. Запропонована модель може бути використана для подальшого синтезу систем автоматичного керування та оптимізації технологічного процесу.
Практичне значення роботи полягає у можливості застосування розробленої моделі для підвищення ефективності керування ректифікаційними колонами, зниження енерговитрат і покращення показників якості кінцевої продукції на нафтопереробних підприємствах.
Завантаження
Посилання
1. Skogestad, S. (1997). Dynamics and control of distillation columns. Modeling, Identification and Control (MIC), 18(3), 177–217. https://doi.org/10.4173/mic.1997.3.1
2. Hoffmann, C., Weigert, J., Esche, E., & Repke, J.-U. (2020). A pressure-driven, dynamic model for distillation columns with smooth reformulations for flexible operation. Computers & Chemical Engineering, 142, Article 107062. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2020.107062
3. Minh, V. T., & Rani, A. M. A. (2009). Modeling and control of distillation column in a petroleum process. Mathematical Problems in Engineering, 2009, 1–14. https://doi.org/10.1155/2009/404702
4. Tan, H., & Cong, L. (2023). Modeling and control design for distillation columns based on the equilibrium theory. Processes, 11(2), Article 607. https://doi.org/10.3390/pr11020607
5. Hoffmann, C., Weigert, J., Esche, E., & Repke, J.-U. (2020). A pressure-driven, dynamic model for distillation columns with smooth reformulations for flexible operation. Computers & Chemical Engineering, 142, Article 107062. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2020.107062
6. Steffen, V. (2019). Distillation – modelling, simulation and optimization. Introductory chapter: Distillation. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.88404
.png)
