Estrategias de control para una torre de destilacion

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ESTRATEGIAS DE CONTROL AVANZADO PARA UNA TORRE DE DESTILACION |

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Universidad de Antioquia, Calle 67 Número 53 - 108, joancele@hotmail.com, laurajllo@hotmail.com, Medellín |

Abstract: Resumen de 50-100 palabras, 130 mm de ancho, texto justificado. xxxxxx xxx xxxxxxxxx xx xxxxxxxx xxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxx xxxx xxx xx xxxxxxxxx xx xxxxxxxxxxxxx xxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxx xxxxxx. |

Keywords: 5-10 palabras claves (tomarlas de la lista de la IFAC), 130 mm de ancho, texto justificado a la izquierda. |
Las estrategias de control avanzado están conformadas por un conjunto de técnicas y herramientas que permiten adaptarse a condiciones cambiantes del proceso, estas pueden mejorar el rendimiento del producto, reducir el consumo de energía, mejorar lacalidad y consistencia del producto, aumentar la capacidad de respuesta y la seguridad de proceso. By implementing advanced control, benefits ranging from 2% to 6% of operating costs have been quoted [Anderson, 1992]. En el siguiente informe a través de una búsqueda bibliográfica se exponen varias técnicas de control avanzado para controlar algunas variables relevantes en torres de destilación, comonivel y temperatura de fondos, relación de reflujo y composición en la cabeza.

1. INTRODUCCIÓN

La destilación es un proceso que permite separar los distintos componentes de una mezcla en función de su temperatura de ebullición, basándose en las distintas volatilidades relativas de los propios componentes.

La destilación se realiza por el contacto en contracorriente del vapor que asciende,como consecuencia del calentamiento efectuado en el rehervidor, y del líquido que desciende como consecuencia de enfriamiento producido en el condensador de cabeza.

De esta manera los componentes más volátiles se acumulan en el vapor y los más pesados en el líquido. El reparto entre las dos fases se traduce, a lo largo de la columna, en un gradiente de temperatura proporcional a laconcentración de los componentes.

El control básico, realizado por medio de controladores con realimentación, trata de mantener siempre constantes algunas variables que al diseñar la columna son fundamentales para lograr una especificación determinada, tales como temperatura, presión y caudal de reflujo. Generalmente se suele colocar un control de temperatura en la zona de agotamiento para ajustar elcaudal del fluido calefactor al rehervidor y por tanto la composición del producto del fondo. La calidad del producto de cabeza se suele obtener en función del caudal de reflujo, bien directamente o modificado por otra variable. Así, cuando se produce una variación en la calidad o cantidad de alimentación a la columna, existirá una variación en las composiciones de los productos de cabeza y fondo hastaque se reajusten los caudales de reflujo y fluido calefactor respectivamente.

El objetivo principal del sistema de control es mantener la temperatura de cada plato de la columna en su punto de ajuste en presencia de perturbaciones, esto con el fin de mantener la especificación de los productos de la cabeza y fondo, obtenidos a partir de la alimentación.

Las perturbaciones más importantesson los cambios en el flujo de alimentación a la columna y las variaciones en la composición de la alimentación.

Todas las otras perturbaciones como variaciones en la temperatura del agua de enfriamiento, temperatura del alimento o la temperatura son menos significantes.

En la figura 1 se muestra una columna de destilación binaria en la que aparecen 5 válvulas de control, o lo que es igual,5 variables manipuladas o grados de libertad. Al mismo tiempo es necesario actuar sobre 5 variables controladas que deben ser emparejadas con las manipuladas para mantener el balance de materia y las composiciones de cabeza y fondo.

Figura 1. Columna de destilación.

Variables manipuladas:

* Caudal de reflujo (L)
* Caudal de destilado (D)
* Relación reflujo destilado (L/D)...
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