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Model based control of a high purity distillation column

Authors


Abstract

In this paper, the problem of dual product composition control of an industrial high purity distillation column, a deisohexanizer (DIH), is addressed using a Generic Model Control framework. A dynamic simulation of the DIH was performed for preliminary studies of the performance of different controller strategies/algorithms. The performance of Generic Model Control incorporating different process models was studied. Process models are presented ranging from simple first order approximations to mechanistic short cut distillation models where a tradeoff between model complexity and model adaptivity is investigated. The different controllers were implemented and compared using a dynamic simulation of an industrial deisohexanizer (DIH) to select the best condidate controller. A controller using a nonlinear process model emerged as the best controller and was implemented on the actual process, resulting in improved performance over the original controller. Simulation results and industrial plant data are presented.

Abstract

Dans cet article, on étudie à l'aide d'un schéma de «contrôle générique des modèles» le problème du contrôle de la double composition des produits dans une colonne à distiller à haute pureté industrielle, soit un déisohexaniseur (DIH). On a réalisé une simulation dynamique du DIH en vue d'études préliminaires de la performance des différentes stratégies ou algorithmes de contrôle. La performance du contrôle générique des modèles a été étudiée en utilisant plusieurs modèles de procédés. On présente les différents modèles de procédés qui vont de la simple approximation du premier ordre jusqu'au modèle mécanistique de distillation en petites coupes, et on étudie le compromis entre la complexité des modèles et leur adaptabilité. On a appliqué et comparé les différents contrôleurs au moyen d'une simulation dynamique d'un déisohexaniseur dans le but de sélectionner le meilleur contrôleur possible. Un contrôleur basé sur un modèle de procédé non linéaire s'est révélé le meilleur et a été appliqué au processus réel, ce qui a donné une amélioration de la performance par rapport au contrôleur original.

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