Синтез робастного регулятора в процесі алкілування бензолу пропіленом у рідкій фазі

Анотація

Процес алкілування є доповненням процесу каталітичного крекінгу. Саме ці процеси є одними з найважливіших у виготовленні нафтопродуктів. Тому доцільне питання підвищення ефективності виробництва та розробки системи керування для процесу алкілування бензолу пропіленом у рідкій фазі.

Для складання математичної моделі процесу алкілування, що враховує фізико-хімічні особливості протікання процесу, необхідно мати уявлення про його механізм. Реакції алкілування є екзотермічні і призводять до появи продуктів моно- і поліалкілування, супроводжуються побічними реакціями ізомеризації, полімеризації і деполімеризації.

При алкілуванні ароматичних вуглеводнів, зокрема, бензолу найбільше промислове значення має хлористий алюміній AlCl₃, що володіє перед іншими каталізаторами рядом істотних переваг. Однак, встановлено, що у присутності AlCl₃ в складі каталітичного комплексу можуть утворюватись потрійні комплекси не тільки з одним, але і з двома, трьома і так далі вуглеводними радикалами. Комплекси можуть вступати в обмінні реакції не тільки з бензолом, але і з продуктами реакції, наприклад, з діпропілбензолом, тоді відбувається процес переалкілування та виникає значна кількість побічних реакцій . Внаслідок цих реакцій змінюється значення передекспонтеціального множника та енергії активації в рівнянні Арреніуса. А активність каталізатора з часом екслуатації часто знижуєтюся і це значно впливає на кінцевий продукт.

У даній роботі фактичні значення питомої електропровідності каталізатора були унормовані на діапазон від 0 до 1.

В результаті обробки великого масиву експериментальних даних було встановлено, що підтримка активності поворотного каталітичного комплексу регулюється витратою свіжого каталізатора і в результаті залежить від витрати поворотного каталізатора, його активності, а також активності свіжого каталітичного комплексу.

Досвід застосування оптимальних систем за квадратичним критерієм якості показав їх чутливість до параметрів процесу реального об’єкта. Такі системи виявились негрубими, що приводить до втрати ними не лише оптимальності, а й стійкості і якості.

Запропоновано створення такої системи керування, яка враховувала б ці параметричні невизначеності.

Синтез робастного регулятора дозволив врахувати всі непрогнозовані збурення, які діють на процес при цьому підвищивши якість продукту, його швидкодію та оптимальне використання каталітичного комплексу. А оскільки, процеси алкілування схожі між собою то дану систему керування можна використовувати для інших математичних моделей процесу.