Control de columnas de destilacion

CONTROL DE COLUMNAS DE DESTILACIÓN

La capacidad de un sistema de control eficaz, es reducir el costo de los equipos, incrementar la capacidad y lograr la recuperación del componente deseado. El objetivo principal de cualquier sistema de control para un proceso es la estabilidad. Cuando se relaciona la estabilidad a la operación de una columna de destilación, se enfoca en la capacidad que tieneel sistema para prevenir las perturbaciones que puedan resultar de cambios en las variables independientes a las que está sujeta la destilación.

Inicialmente se necesita identificar las variables involucradas en el control de procesos de una destilación, los cuales son:

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1) VARIABLES CONTROLADAS.

Son las variables directas de salida, sobre las que constantemente estamospendientes ya que afectan directamente al sistema del proceso, es decir, son las que dentro del bucle de control son captadas por el transmisor para originar una señal de retroalimentación. Afectan al estado estacionario de las columnas y obligan al sistema de control a actuar para mantener la columna dentro de sus límites. En una destilación estas son:

➢ Composición del producto de tope.➢ Composición del producto de fondo.
➢ Nivel del acumulador de tope.
➢ Nivel del acumulador de fondo.
➢ Presión de la columna.

2) VARIABLES MANIPULADAS.

Estas son las variables de entrada al proceso que se modifican para afectar directamente a la variable controlada, es la herramienta para modificar la variable directa en el proceso, y puedenser manipuladas por un operador humano o un mecanismo. Es la cantidad que se encarga de variar los instrumentos finales de control. En una destilación estas son:

➢ Producción de tope.
➢ Producción de fondo.
➢ Suministro de calor.
➢ Retiro de calor (Reflujo de tope y Transferencia de calor en el enfriador).

3) VARIABLES DISTURBANTES.

Son aquellasvariables de entrada al proceso que no puede modificarse, ni por un operador, ni por un mecanismo y por consiguiente son independientes del proceso que se está controlando. Para un destilador son:

➢ Composición de la alimentación.
➢ Flujo de alimentación.
➢ Entalpía de alimentación y reflujo.

4) INSTRUMENTACION.

Para lograr controlar el funcionamiento deun proceso de manera estable, se necesita un sistema de control, el cual esta conformado básicamente por la siguiente instrumentación: un sensor, un controlador y un elemento final de control o actuador. Como la instrumentación involucrada en el control de procesos químicos es extraordinariamente amplia, el estudio se limitará a aquellos instrumentos con los que se miden las variables físicasprincipales (presión, nivel temperatura, caudal y composición).

El sensor representa una parte muy importante del sistema de control, y es el elemento primario de medida, ya que es el que está en contacto directo con la variable y dispuesto a transmitir al controlador, cualquier transformación de energía en el medio medido.

Las señales podrían transmitirse a través de un circuitoeléctrico o una tubería neumática, por consiguiente, los sensores deben tener la habilidad de convertir los valores medidos, en señales eléctricas o neumáticas.

4.1) TRANSDUCTORES DE PRESIÓN.
Los dispositivos más comunes de medición de presión como manómetros y tubos de Bourdon, no son utilizados para el control de procesos ya que presenta dificultades para la transmisión de la señal.
En lamayoría de los transductores de presión, hay un diafragma para estar en contacto con los fluidos y a la vez, proteger el aparato de la corrosión de los mismos. Debido a este diafragma, los transductores pueden usarse como transductores de diferencial de presión, al introducir un segundo fluido del otro lado del diafragma. Actualmente, al medir presión se está midiendo la diferencia de presión...