Автоматизація процесу брагоректифікації у спиртовому виробництві

Abstract

Дисертацію присвячено розробці методів та алгоритмів управління роботи брагоректифікаційної установки для забезпечення заданої якості етилового спирту при мінімальних енергозатратах з ідентифікацією флегмового числа. Проведений аналіз технологічного процесу отримання ректифікованого спирту та факторів, які впливають на формування домішок та їх вилучення на стадії брагоректифікації, а також аналіз існуючих автоматичних систем управління БРУ показав, що контури управління цих систем базуються на непрямих показниках вимірювання, що не може забезпечити стабільно високу якість спирту.Досліджено вплив флегмового числа колони на концентрацію і кількісний склад готового продукту та визначено основні канали автоматичного регулювання (по флегмовому числу).Удосконалено математичну модель ректифікаційної колони шляхом урахування динаміки зміни флегмового числа і концентрації спирту.Розробленіпроцедуриідентифікації та регулювання флегмового числа колони для автоматичного управління брагоректифікаційною установкою.Розроблені методи та системи автоматичного керування можуть бути застосовані для епюраційної, метанольної, дистиляційної, укріпляючої, регенераційної колон в харчовій промисловості, а також в ректифікаційних колонах в нафтопереробній галузі.набули подальшого розвитоку алгоритми автоматичного управління БРУ, що працюють під атмосферним та надлишковим тиском.

Диссертация посвящена разработке методов и алгоритмов управления работы брагоректификационной установки для обеспечения заданного качества этилового спирта при минимальных энергозатратах с идентификацией флегмового числа. Проведен анализ технологического процесса получения ректификованного спирта и факторов, которые влияют на формирование примесей и их удаление на стадии брагоректификации, а также анализ существующих автоматических систем управления БРУ показал, что контуры управления этих систем базируются на косвенных показателях измерения, что не может обеспечить стабильно высокое качество спирта. Исследовано влияние флегмового числа колонны на концентрацию и количественный состав готового продукта и определены основные каналы автоматического регулирования (по флегмовому числу). Усовершенствована математическая модель ректификационной колонны путем учета динамики изменения флегмового числа и концентрации спирта. Разработаны процедуры идентификации и регулирования флегмового числа колонны для автоматического управления брагоректификационною установкой. Разработанные методы и системы автоматического управления могут быть применены для епюрационной, метанольной, дистиляционной, укрепляючей, регенерационной колонн в пищевой промышленности, а также в ректификационных колоннах в нефтеперерабатывающей отрасли. Приобрели дальнейшее развитие алгоритмы автоматического управления БРУ, работающих под атмосферным и избыточным давлением. Ключевые слова: брагоректификационная установка, флегмовое число, автоматизированная система управления, ректификационная колонна, этиловый спирт.

The dissertation is devoted to the development of methods and algorithms for the operation of the distillation unit to provide a given quality of ethyl alcohol at minimum energy consumption with the identification of the reflux ratio. The analysis of the technological process of obtaining rectified alcohol and the factors influencing on the impurities formation and their extraction at the distillation stage, as well as the analysis of existing automated control systems of DU has shown that the contours of management of these systems are based on indirect measurement indicators that can not provide stably high quality alcohol. The influence of the column reflux ratio on the concentration and quantitative composition of the finished product is investigated and the main channels of automatic regulation (according to the reflux ratio) are determined. The mathematical model of the distillation column has been improved by taking into account the dynamics of the change of the reflux ratio and the concentration of alcohol. The algorithms of identification and regulation of the column reflux ratio for the automated control of the distillation unit are developed. The developed algorithms and automatic control systems can be used for the evacuation, methanol, distillation, refinement, regeneration columns in the food industry, as well as in the rectification columns in the oil refining industry, got further development algorithms for automated control of the BRU, operating under atmospheric and excess pressure.