(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を連続的に供給されてこれを蒸留する蒸留塔で、該蒸留塔の圧力を取得する圧力取得手段と、該蒸留塔内でフラッディングが発生する箇所を挟む２つの部位間の差圧を取得する差圧取得手段、及び該蒸留塔の負荷を調整する負荷調節手段とを有するものについて、フラッディング現象の発生を防ぎながら運転を行なうように制御するシステムであって、以下の（１）から（６）の工程を含む
ことを特徴とする蒸留塔の制御システム。
（１）該蒸留塔を、圧力一定条件で負荷を上昇させながら運転し、該圧力及び該差圧を連続的に取得する工程、
（２）該（１）の工程により得られた結果から該差圧が急激に上昇するポイントにおける該圧力及び該差圧を取得する工程、
（３）該（１）の工程とは異なる圧力で一定条件として、同様に（１）及び（２）の工程を行う工程、
（４）該（３）の工程を繰り返す工程、
（５）該（２）、（３）及び（４）の工程において取得された、該差圧が急激に上昇するポイントにおける該圧力と該差圧の値を用い、回帰分析手法により以下の数式（Ｉ）を作成する工程、
Ｘ＝ａ×△Ｐ＋ｂ×Ｐ＋ｃ      （Ｉ）
（式中、Ｘは該差圧が急激に上昇するポイントにおける数式（Ｉ）の解となる定数、△Ｐは該蒸留塔内でフラッディングが発生する箇所を挟む２つの部位間の該差圧、Ｐは該蒸留塔の該圧力、ａ、ｂ、ｃは回帰分析手法により算出された係数を示す）
（６）該蒸留塔を該圧力及び該差圧を連続的に取得しながら運転し、取得した該圧力及び該差圧の値を用いて該式（Ｉ）により得られる数値が、Ｘの値と同一又はそれ以下となるように、蒸留塔の負荷を調整する工程。
【請求項２】
該負荷調節手段が、該蒸留塔に対する原料の供給量を調節することにより、該蒸留塔の負荷を調整する
ことを特徴とする、請求項１記載の蒸留塔の制御システム。
【請求項３】
該負荷調節手段が、該蒸留塔の圧力を調節することにより、該蒸留塔の負荷を調整する
ことを特徴とする、請求項１記載の蒸留塔の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸留塔の制御システムに関する。具体的には、原料を連続的に供給されてこれを蒸留する蒸留塔を、フラッディング現象の発生を防ぎながら運転するべく制御するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の化学プラントでは、原料やその分解物を蒸留して目的物を精製するために、各工程において蒸留塔（精留塔）が用いられている。
【０００３】
以下、化学プラントの一種であるエチレン製造プラントを例に挙げて、本発明の背景となる従来技術について説明する。但し、本発明の適用対象範囲は、この例に限定されるものではない。
エチレン製造プラントの典型的な構成の例としては、ナフサ等の原料を分解炉にて熱分解する工程（分解工程）と、得られた分解ガスを急冷・精留する工程（急冷工程）と、急冷・精留された分解ガスを圧縮する工程（圧縮工程）と、圧縮された分解ガスを各成分に分離・精製し、主成分となるエチレン、プロピレン等を得る工程（精製工程）とを備えた構成が挙げられる。
【０００４】
これら一連の工程の様々な箇所において、蒸留塔の運転の制御が必要とされる。
以下、一般的なエチレンプラントの精製工程において用いられる蒸留設備を例として、蒸留塔の運転の制御について説明する。
【０００５】
図２は、一般的なエチレンプラントの精製工程において、エチレンとエタンとを分離するために用いられる蒸留設備の構成の一例を模式的に示す図である。図２に示す蒸留設備は連続的に運転されるもので、エチレン塔（蒸留塔）１と、コンデンサ２と、ドラム３と、リボイラ４とを備えて構成されている。
【０００６】
エチレン塔１はエチレン及びエタンを分離する蒸留塔である。上流工程で得られた混合物ａ（主にエチレンからなり、他に少量のエタンや水素等の軽質留分が混ざっている）を供給（フィード）し、塔頂又は塔中段からエチレンｂを、塔底からエタンｃを回収する。
【０００７】
コンデンサ２は、エチレン塔１の塔頂のガスを熱交換により冷却して、その一部又は全量を凝縮させるものである。コンデンサ２における熱交換の冷媒Ｂとしては、プロピレンが用いられている。
【０００８】
ドラム３は、コンデンサ２にて凝縮された液を溜めて、軽質留分を含むガスと分離するものである。ドラム３内の液は蒸留塔１内に還流され、ドラム３内のガスは適宜外部に抜き出される。
【０００９】
また、蒸留塔１の塔底から抜き出された液の一部は、リボイラ４に導入されて加熱され、蒸留塔１内に還流される。
【００１０】
また、図２に示す蒸留設備には、流量調節用のバルブ５１〜５５が設けられている。バルブ５１は、蒸留塔１にフィードされるエタン及びエチレンの混合物ａの量を調整するものである。バルブ５２は、コンデンサ２の冷媒の流量を調整するものである。バルブ５３は、ドラム３から蒸留塔１内に還流される液の流量を調整するものである。バルブ５４は、蒸留塔１の塔中段から回収されるエチレンｂの量を調整するものである。バルブ５５は、蒸留塔１の塔底から回収されるエタンｃの量を調整するものである。バルブ５６は、ドラム３内から抜き出されるガスの量を調整するものである。
【００１１】
蒸留塔の運転の制御については、様々な方法が知られている。例えば、特に塔頂部については、還流量を一定とする制御、還流比を一定とする制御、塔頂抜き出しの特定成分濃度を一定とする制御等がある。塔底部については、特定段の温度を一定とする制御、塔底の抜き出しの量を一定とする制御、塔底抜き出しの特定成分を一定とする制御等がある（例えば、非特許文献１）。
【００１２】
また、別の方法として、プロセスの挙動をモデル化して挙動予測にて制御するモデル予測制御、同時に多数の制御変数を多数の操作変数で制御する多変数制御、これらを合わせた多変数モデル予測制御等がある。これらの制御においては、蒸留塔の様々な制御目標を、予め設定したある特定の値又はある特定範囲内の値とする必要がある。
【００１３】
蒸留塔を効率的に運転するためには、蒸留塔を常にその最大能力において運転することが望まれる。よって、制御目標は、蒸留塔の最大能力に相当する値に設定することが好ましい。
しかし、運転状況が連続的に変化し、それに応じて制御目標も変化する場合には、制御目標をどのように決定するかが問題となる。この点、オペレータが運転状況の変化を見ながら制御目標を決定し、これを手動で変更する方法があるが、このような方法では、オペレータの負荷が増大すると共に、調整遅れが生じ、エネルギーロスや製品ロスが発生する。また、安全・安定サイドの余裕を持った値を制御目標として設定しておく方法もあるが、このような方法では、その余裕によってやはりエネルギーロスや製品ロスが発生する。
この様に、蒸留塔の最大能力において運転を行なう場合、その能力の最大値が連続的に変化すれば、従来の運転方法では調整遅れや調整余裕代により、本来の最大能力以下の運転をせざるを得ない。
【００１４】
蒸留塔の運転状況が蒸留塔の能力を超えた場合には、能力を超えた部位によって様々な異常現象が発生する（非特許文献２）。これらの異常現象の中でも、最も頻繁に現れ、且つ運転の続行を不可能にするものは、フラッディングである。フラッディングとは、ダウンカマーを通して流下すべき液が逆に塔頂から溢れ出す現象である。
【００１５】
よって、フラッディング現象を生じさせることなく、蒸留塔を常にその最大能力において、安定的に運転することが求められていた。このため、蒸留塔におけるフラッディングの程度を表わす値である「フラッディング割合」を用いて、製品の品質を維持することが可能な最大のフラッディング割合の値（最大フラッディング割合）を定め、塔内のフラッディング割合がこの最大フラッディング割合と同一又はそれ以下の値となるように、蒸留塔へのフィード量を調節することが求められる。
【００１６】
ここで、フラッディング現象は、蒸留塔内の圧力損失と密接な関係があることが知られている（非特許文献３）。よって、蒸留塔内の蒸気量や液量を変化させて圧力損失を測定することにより、塔内のフラッディング割合を把握することができる。
また、フラッディング現象は、塔内の液及びガスの密度によって変化することも知られている（非特許文献３）。蒸留塔の圧力が変化すると、フラッディング割合も変化する。
【００１７】
特許文献１は、こうした知見に基づいたもので、一定の運転条件下で蒸留塔の差圧が一定になるように制御することにより、塔内のフラッディング割合を最大フラッディング割合と同一又はそれ以下となるように調整するという技術を開示している。
しかしながら、この技術は、運転条件が一定の場合を前提としたものであり、運転条件が連続的に変化する場合には、運転条件からリアルタイムでフラッディング割合を求める必要があり、仕組みが複雑になってしまい、コストがかかるとともに、メインテナンス性が悪化するという課題がある。
【００１８】
また、特許文献２は、運転条件が変化する場合に、予め定められた複数の蒸留塔内ガス量の水準値から、運転状況に応じて適切な水準値を選択し、その水準値を用いて制御するという技術を開示している。
しかしながら、この技術は、水準値が予め定められた値であるため、制御目標値が不連続にしか変わらないこと、塔内ガス量の計算及び最適なガス量水準値の選択が複雑であること、等の課題がある。
【００１９】
【非特許文献１】「PLANTWIDE PROCESS CONTROL」McGrawHill社刊，William L. Luyben, Bjorn D. Tyreus, Michael L. Luyben 著，１９９９年
【非特許文献２】「蒸留工学ハンドブック」朝倉書店刊，平田光穂，瀬実正弘 編集，第四版，昭和４９年
【非特許文献３】「蒸留工学」講談社サイエンティフィック刊，大江修造 著，１９９０年
【特許文献１】特開２０００−１７６２０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２５９３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸留塔の運転条件が連続的に変化する場合に、コストの高騰やメインテナンス性の悪化を招くことなく、フラッディング現象の発生を防ぎながら、蒸留塔を常にその最大能力において安定的に運転できる、蒸留塔の制御システムを提供することに存する。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、様々な運転条件下におけるフラッディングの程度を、対象となる蒸留塔に関する運転計測データに基づき、極めて簡単な式で表現できることを見出した。更に、その式を用いて蒸留塔の制御を行なうことにより、運転条件が連続的に変化する状況においても、設備コストの高騰やメインテナンス性の悪化を招くことなく、フラッディング現象の発生を防ぎながら、蒸留塔を常にその最大能力において安定的に運転することが可能となり、上記課題が効果的に解決されることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００２２】
即ち、本発明の趣旨は、原料を連続的に供給されてこれを蒸留する蒸留塔で、該蒸留塔の圧力を取得する圧力取得手段と、該蒸留塔内でフラッディングが発生する箇所を挟む２つの部位間の差圧を取得する差圧取得手段、及び該蒸留塔の負荷を調整する負荷調節手段とを有するものについて、フラッディング現象の発生を防ぎながら運転を行なうように制御するシステムであって、以下の（１）から（６）の工程を含むことを特徴とする、蒸留塔の制御システムに存する。
（１）該蒸留塔を、圧力一定条件で負荷を上昇させながら運転し、該圧力及び該差圧を連続的に取得する工程、
（２）該（１）の工程により得られた結果から該差圧が急激に上昇するポイントにおける該圧力及び該差圧を取得する工程、
（３）該（１）の工程とは異なる圧力で一定条件として、同様に（１）及び（２）の工程を行う工程、
（４）該（３）の工程を繰り返す工程、
（５）該（２）、（３）及び（４）の工程において取得された、該差圧が急激に上昇するポイントにおける圧力と差圧の値を用い、回帰分析手法により以下の数式（Ｉ）を作成する工程、
Ｘ＝ａ×△Ｐ＋ｂ×Ｐ＋ｃ      （Ｉ）
（式中、Ｘは差圧が急激に上昇するポイントにおける数式（Ｉ）の解となる定数、△Ｐは蒸留塔内でフラッディングが発生する箇所を挟む２つの部位間の差圧、Ｐは蒸留塔内圧力、ａ、ｂ、ｃは回帰分析手法により算出された係数を示す）
（６）蒸留塔を該圧力及び該差圧を連続的に取得しながら運転し、取得した圧力及び差圧の値を用いて該式（Ｉ）により得られる数値が、Ｘの値と同一又はそれ以下となるように、蒸留塔の負荷を調整する工程。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、原料を連続的に供給されてこれを蒸留する蒸留塔において、運転条件が連続的に変化する場合に、コストの高騰やメインテナンス性の悪化を招くことなく、フラッディング現象の発生を防ぎながら、蒸留塔を常にその最大能力において安定的に運転することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下の実施の形態は代表例であって、本発明はこれに制限されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る制御システムを適用した蒸留設備の構成を模式的に示す図である。図１に示す蒸留設備の基本的な構成は、図２に示した従来の蒸留設備の構成と同一である。即ち、図１に示す蒸留設備は、原料を連続的に供給されてこれを蒸留する蒸留塔１を備えて構成されている。なお、図２に示した各構成要素と同様の構成要素については、同一の符号により示している。
【００２６】
そして、図１に示す蒸留設備には、フラッディング現象の発生を防ぎながら蒸留塔（エチレン塔）１の運転を行なうべく、制御システム６が設けられている。この制御システム６は、圧力取得手段６−１と、差圧取得手段６−２と、フラッディング率算出手段６−３と、負荷調節手段６−４とから構成されている。
【００２７】
圧力取得手段６−１は、蒸留塔１の塔内圧力を取得するものである。蒸留塔１の圧力取得部位は任意であり、塔内の上段、中段、下段等、何れの部位から取得しても構わない。また、蒸留塔１の塔内圧力を直接取得しなくとも、塔内圧力と相関する圧力を取得して、これを塔内圧力として用いても良い。具体的に、蒸留塔１の圧力はドラム３内の圧力とほぼ一致することから、図１の圧力取得手段６−１は、ドラム３に設けられて、ドラム３内の圧力を連続的又は断続的に計測し、これを蒸留塔１の圧力値として用いている。但し、圧力取得手段６−１を蒸留塔１に設けて、蒸留塔１の塔内の圧力を直接計測する様に構成しても良い。
【００２８】
差圧取得手段６−２は、蒸留塔１の差圧を取得するものである。蒸留塔１の差圧とは、蒸留塔内部の２つの部位間の圧力差をいう。具体的に、差圧取得手段６−２は、蒸留塔１に設けられて、蒸留塔１の塔内の所定の２つの部位（差圧取得部位）間の圧力差（差圧）を連続的又は断続的に計測するようになっている。
差圧取得部位は、塔内のフラッディングが発生する箇所を含むように選択する必要がある。よって、フラッディング発生箇所が特定できない場合には、塔頂から塔底までの差圧（即ち、塔全体の差圧）を取得する。但し、２つの差圧取得部位の間隔が狭い方がフラッディングに対する感度が高くなるので、フラッディング発生箇所を一定の範囲（塔全体より狭い範囲）で特定できる場合には、その範囲を含む２つの部位間の差圧（即ち、塔の部分的な差圧）を測定するが好ましい。例えば、フラッディング発生箇所が塔頂から原料のフィード段までの範囲に存在する場合には、塔頂から原料のフィード段までの差圧を計測するのが好ましく、フラッディング発生箇所が原料のフィード段から塔底までの範囲に存在する場合には、原料のフィード段から塔底までの差圧を計測するのが好ましい。但し、蒸留塔の運転条件等が変動すると、フラッディング発生箇所も変動し、フラッディング発生箇所が差圧取得部位から外れてしまう場合がある。よって、制御の実施中は運転条件を一定に維持する、運転条件の変動によるフラッディング発生箇所の変動を見越して余裕を持って差圧取得部位を設定する、等の注意が必要である。
【００２９】
なお、基本的には、制御の実施中は圧力取得部位や差圧取得部位を変更せず、同一の部位について圧力や差圧を取得する必要がある。但し、複数の圧力取得部位や複数組の差圧取得部位に応じて、後述するフラッディング率の算出関数（数式（１）で表わされる関数）を複数用意しておくことにより、圧力取得部位や差圧取得部位を変更することも可能である。
【００３０】
フラッディング率算出手段６−３は、圧力取得手段６−１により取得された蒸留塔１の圧力と、差圧取得手段６−２により取得された蒸留塔１の差圧とに基づいて、蒸留塔のフラッディング率を算出するものである。
【００３１】
具体的に、フラッディング率算出手段６−３は、圧力取得手段６−１及び差圧取得手段６−２から、それぞれ、蒸留塔１の圧力及び差圧に関する情報を入力されるようになっている。そして、これら蒸留塔１の圧力及び差圧に基づいて、蒸留塔１におけるフラッディングの程度を表わす指標である「フラッディング率」を算出するようになっている。
【００３２】
従来、フラッディングの程度を表わす指標として用いられてきた「フラッディング割合」は、蒸留塔のトレイ設計において定義される値であり、非常に複雑な式となるため、蒸留塔の実運転時にこの値を用いて精度良く制御を行なうことは困難である。また、「フラッディング割合」を正確に求めるためには蒸留塔の内部の状況を把握する必要があるが、実運転時における蒸留塔の内部の状況を把握するのは難しく、また検証も正確に行なうことは困難である。
【００３３】
これに対して、本発明者らは、実運転時に把握し易いパラメータである蒸留塔１の圧力及び差圧を用いて、蒸留塔１の実運転範囲におけるフラッディングの程度を、統計的手法により関数で近似して表わすことができるのを見出し、これを「フラッディング率」として定義した。
【００３４】
蒸留塔１のフラッディング率を算出する関数は、使用するコンピュータの処理能力等の条件に応じて、適切な関数を選択することができる。
【００３５】
具体的に、コンピュータの処理能力が充分に高い場合には、フラッディングの程度を精度よく表現する観点から、多次多項式で表わされる非線形関数を用いることが好ましい。
しかし、コンピュータの処理能力に限界がある場合には、あまり複雑な関数を用いるとコンピュータに負荷がかかり、制御上好ましくない。また、関数を求める際の手間を軽減する観点からも、複雑な関数を用いることは好ましくない。よって、この様な場合には、比較的低次の多項式で表わされる関数、例えば一次多項式で表わされる関数を用いることが好ましい。
【００３６】
一次多項式で表わされる関数の例としては、下の数式（１）で表わされる関数が挙げられる。
フラッディング率＝ａ×ΔＰ＋ｂ×Ｐ＋Ｃ      （１）
【００３７】
数式（１）中、ａ，ｂ，ｃは、プラントの運転データから統計的手法で導き出した係数であり、蒸留塔１の構造（特にトレイの構成）や運転条件等によって異なる値である。本発明では、本制御システム６の運用に先立って、予めこれらの係数ａ，ｂ，ｃを決定して数式（１）を作成し、これをフラッディング率算出手段６−３に記憶させておく。
【００３８】
そして、フラッディング率算出手段６−３は、差圧取得手段６−２から入力される蒸留塔１の差圧ΔＰ、及び、差圧取得手段６−２から入力される蒸留塔１の圧力Ｐを用いて、
この数式（１）によって蒸留塔１のフラッディング率を算出するようになっている。
【００３９】
なお、上述した様に制御中に圧力取得部位や差圧取得部位を変更する場合には、複数の圧力取得部位や複数組の差圧取得部位に対応する複数の数式（１）を作成し、これをフラッディング率算出手段６−３に記憶させておく。そして、圧力取得部位や差圧取得部位の変更に応じて、適切な数式（１）を選択してフラッディング率を算出する。これによって、蒸留塔のメインテナンスや運転状況等の必要に応じて、制御中に圧力取得部位や差圧取得部位を変更することが可能となる。
【００４０】
なお、数式（１）は、具体的には次のような方法で作成することができる。
本制御システム６の運用に先立って、蒸留塔１を予めその最大能力付近で実際に運転し、蒸留塔１の運転状態を監視しながら、徐々に蒸留塔１の負荷を増大させていく。また、この際に、蒸留塔１の差圧を連続的に測定する。
また、トレイのパフォーマンスカーブがあれば、トレイを通過する液とガスとの流量から、フラッディング率の近傍の塔の運転を推算することができるので、その値を参考に最大能力付近の運転条件を割り出し、実際の運転に反映させることもできる。
【００４１】
様々な運転条件（例えば、圧力条件の異なる場合等）の下で同様のデータを収集し、これらのデータについて統計学的解析を行なうことにより、上述の係数ａ，ｂ，ｃを決定し、数式（１）を作成することができる。
【００４２】
ここで、対象となる蒸留塔において特に変化する可能性のある運転条件が存在する場合には、更にこの運転条件も変数として使用すると、より精度の高い制御が可能となる。例えば、蒸留塔に対するフィードの組成をしばしば変更する蒸留塔であれば、フラッディング率を算出する式の変数の一つとしてフィードの組成を使用することが好ましい。
【００４３】
なお、データ収集においては、特にテスト等を行なわなくても、過去に利用可能なデータが十分にあれば、それを利用して統計学的解析を行なうことにより、数式（１）を作成することもできる。また、コンピュータを用いたシミュレーション等により算出したデータを用いても良い。
【００４４】
負荷調節手段６−４は、フラッディング率算出手段６−３により算出されたフラッディング率が、最大フラッディング率の値と同一又はそれ以下の値となるように、蒸留塔１の負荷を調節するものである。
【００４５】
ここで「最大フラッディング率」とは、製品の品質を維持することが可能な最大のフラッディング率の値をいう。前述のように、フラッディング現象は蒸留塔１内の圧力損失と密接な関係があり、蒸留塔１の差圧の急激な上昇という現象として現れることが知られている。そこで、本発明では、蒸留塔１の負荷に対する差圧の上昇データから、急激に差圧が上昇するポイントを「最大フラッディング率」と定め、これを蒸留塔１の最大能力とする。そして、本制御システム６の運用に先立って、上記の数式（１）に基づいて予め最大フラッディング率を決定し、これを負荷調節手段６−４に設定しておく。
【００４６】
具体的に、負荷調節手段６−４は、フラッディング率算出手段６−３からフラッディング率の算出値を入力されるとともに、バルブ５１と接続されて、蒸留塔１にフィードされるエタン及びエチレンの混合物ａのフィード量を調整できるようになっている。そして、蒸留塔１のフラッディング率が最大フラッディング率の値と同一又はその値以下となるように、蒸留塔１に対する混合物ａのフィード量を調整する。なお、このようにバルブ５１を介して蒸留塔１に対する混合物ａのフィード量を直接調整するのではなく、プラントの上流における原料のフィード量を調整することにより、蒸留塔１に対する混合物ａのフィード量を間接的に調整しても良い。
【００４７】
以上のように、本実施形態の制御システム６は、蒸留塔のフラッディングの程度を極めて簡単な式からなる指標（フラッディング率）で表わすとともに、様々な運転条件下における蒸留塔１の運転計測データに基づき、製品の品質を維持することが可能な最大のフラッディング率の値を求め、蒸留塔１のフラッディング率がこの最大フラッディング率の値と同一又はこの値以下となるように、蒸留塔１の負荷の制御を行なっている。これによって、運転条件が連続的に変化する状況においても、コストの高騰やメインテナンス性の悪化を招くことなく、リアルタイムで容易に最大フラッディング率を求めることができ、フラッディング現象の発生を防ぎながら、蒸留塔１を常にその最大能力において安定に運転することが可能となっている。
【００４８】
なお、図１の制御システム６では、負荷調節手段６−４が蒸留塔１への原料のフィード量を調整することにより、蒸留塔１の負荷を調整するように構成されている。こうした構成が最も効果的であるが、蒸留塔１の負荷を調整する手法はこれに限定されるものではない。特に、原料のフィード量を容易には変更できない場合も多く、また、変更に大きな遅れが生じる場合もある。こうした場合には、例えば、負荷調節手段６−４がバルブ５２〜５６等を介して蒸留塔１の圧力を調整することにことにより、蒸留塔１の負荷を調整するように構成してもよい。
【００４９】
本発明の制御システムは、一般的な蒸留塔の制御に適用することができる。適用対象となる制御は、単純なセットポイント制御でもよく、モデル予測制御、多変数制御、多変数モデル予測制御等のより複雑で高度な制御でもよい。
例えば、多変数制御を行なう場合、具体的には、バルブ５１〜５４における流量、蒸留塔１内の温度、リボイラ４の熱媒流量等の値を操作変数として、また、蒸留塔１から回収される製品（図１においてはエチレンｂ及びエタンｃ）の組成、を制御変数としてそれぞれ設定し、多変数モデル予測制御を行なうことにより、蒸留塔１のフラッディング率がこの最大フラッディング率の値と同一又はこの値以下となるように、蒸留塔１の負荷を安定して制御することが可能となる。
【００５０】
また、本発明の制御システムは、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ハードディスクや各種周辺機器等を備えた通常のコンピュータシステム（例えば各種ネットワークサーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等）を用いることによって、容易に実現することができる。こうしたコンピュータシステムでは、ＣＰＵがハードディスク等に記憶されたコンピュータプログラムに従って各種の演算処理を実行するとともに、ＣＰＵの各種演算処理に必要なデータがＲＡＭに適宜記憶・更新される。また、コンピュータシステムには更に各種の機器（キーボード、マウス等の入力機器、ディスプレイ、プリンタ等の出力機器、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ等の記憶媒体読取・書込装置、通信ネットワークとのインターフェースなど）が内蔵又は接続され、ＣＰＵの演算処理によって制御される。すなわち、これらＣＰＵ，ＲＡＭ，ハードディスク等や各種周辺機器等の機能によって、上記の各手段６−１〜６−４が実現される。
【００５１】
本発明の制御システムの各手段６−１〜６−４に相当する機能は、通常は、ハードディスクに記録されたコンピュータプログラムをＲＡＭに読み出し、そのコンピュータプログラムを起動してＣＰＵで実行することにより、ＣＰＵの動作として、又はＣＰＵとＲＡＭ，ハードディスク，各種周辺機器等との協動動作として実現される。ここで、このコンピュータプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク等のコンピュータ読取可能な各種の記憶媒体に記録しておき、必要に応じて随時、コンピュータシステムが有する記憶媒体読取装置を通じて、これを直接、又はハードディスクにインストールして使用するのが好ましい。或いは、コンピュータシステムから情報通信ネットワークを通じてアクセス可能な外部記憶領域（他のコンピュータ等）に当該コンピュータプログラムを記録しておき、必要に応じて随時、前記の外部記憶領域から情報通信ネットワークを通じてこれを直接、又はハードディスクにインストールして使用するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、原料を連続的に供給されてこれを蒸留する蒸留塔において、運転条件が連続的に変化する場合に、設備コストの高騰やメインテナンス性の悪化を招くことなく、フラッディング現象の発生を防ぎながら、常にその最大能力において安定的に運転することが可能となる。従って、このような構成の蒸留塔が使用されており、常時安定な且つ効率的な制御が求められる分野、例えば、エチレン精製プラントに代表される各種の化学プラント等の分野において、極めて高い利用可能性を有するものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御システムを適用した蒸留設備の構成を模式的に示す図である。
【図２】一般的な蒸留設備の構成の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  蒸留塔（エチレン塔）
２  コンデンサ
３  ドラム（気液分離器）
４  リボイラ
５１〜５６  バルブ
６  蒸留塔の制御システム
６−１  圧力取得手段
６−２  差圧取得手段
６−３  フラッディング割合算出手段
６−４  負荷調節手段
【図１】
0004824912.tif 000002
【図２】
0004824912.tif 000003