Control Columna

AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL REGULATORIO DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN EXTRACTIVA A NIVEL PLANTA PILOTO PARA LA PRODUCCIÓN DE ETANOL ANHIDRO

JOHAN DARIO BLANCO OLIVEROS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA MAESTRIA EN AUTOMATIZACION INDUSTRIAL BOGOTA D.C. 2011

 

AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL REGULATORIO DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN EXTRACTIVA A NIVEL PLANTA PILOTO PARA LAPRODUCCIÓN DE ETANOL ANHIDRO

JOHAN DARIO BLANCO OLIVEROS

Proyecto de grado presentado como requisito parcial para optar al título de Magister en Automatización Industrial

Director Ing. Luis Fernando Córdoba, Ph.D.

Línea de investigación: Control de procesos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA MAESTRIA EN AUTOMATIZACION INDUSTRIAL BOGOTA D.C. 2011

   

Notade aceptación

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______________________________________ Ing. Nelson Pinzón, MSc. Jurado

______________________________________ Ing. Fabio Sierra, MSc, PhD. Jurado______________________________________ Ing. Luis Fernando Córdoba, PhD. Director del Proyecto

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“A Dios por permitirme cumplir con éxito esta etapa en mi vida, A mis padres y hermanos quienes confiaron y me apoyaron todos estos años, A mi esposa por su comprensión y brindarme siempre amor y apoyo, Y a mi hija por ser mi fuerza, mi inspiración y mi corazón”

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Agradecimientos

Al Ingeniero Gerardo RodríguezNiño, director del proyecto de Colciencias, quien confió en mí y me apoyo de todas las formas posibles para la ejecución del proyecto y sostenimiento durante mi maestría. Al Ingeniero Luís Fernando Córdoba por su tiempo, apoyo y dedicación como director de esta tesis. Al Ingeniero Iván Darío Gil por su apoyo y valiosos aportes durante la ejecución del proyecto. A Fernando, William, Jonathan, LuísCarlos y Oscar por colaborarme durante el montaje mecánico y eléctrico de la instrumentación. A todas aquellas personas que hicieron directa o indirectamente posible el desarrollo de este trabajo. A la Universidad Nacional de Colombia específicamente la Facultad de Ingeniería y a Colciencias, quienes financiaron el proyecto Producción de alcohol carburante por destilación extractiva conglicerina, del cual hace parte este trabajo de maestría.

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RESUMEN

La destilación extractiva es una de las principales tecnologías empleadas para la deshidratación de etanol y así usarlo como carburante. Entre los solventes que se pueden utilizar la glicerina presenta un alto potencial en cuanto al consumo energético de la operación. Por otra parte no existe una única metodología o algoritmopara seleccionar la estrategia de control de una columna de destilación puesto que cada sistema opera a diferentes condiciones y se presentan diferentes objetivos de control. Este trabajo aborda el estudio de dicho sistema a un nivel de simulación en estado estacionario para encontrar los parámetros de operación del proceso así como en estado dinámico para determinar la operabilidad ycontrolabilidad del sistema para finalmente seleccionar la estrategia de control a implementar en una columna real. Dicha estrategia de control se implemento en una columna de destilación a escala planta piloto para lo cual fue necesario realizar la instrumentación, automatización y configuración de 11 lazos de control en la columna. Finalmente, se ejecutan corridas experimentales para observar la dinámicadel sistema, parámetros de operación reales y seleccionar una metodología de arranque y operación del sistema.

Palabras clave: Destilación extractiva, glicerina, etanol anhidro, estrategia de control, automatización.

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ABSTRACT

Extractive distillation is one of the main technologies used for dehydration of ethanol and so use it as fuel. Among the solvents that can be used glycerol...