Av Sigurd Skogestad
(AIChE = American Institute of Chemical Engineers)
Denne rapporten er mest ment til intern bruk i "gruppa" men jeg sender
den ogsaa litt videre ut hvis flere skulle vaere interessert.
Deltagere fra Norge: Sigurd Skogestad, Hallvard Svendsen, Sverre Grevskott,
Bente Sannaes, Terje Hertzberg, Helge Torvi, Odd Andreas Asbjornsen,
Svein Kvaale, Bjarne Foss (alle fra NTH). Videre var Bjorn Kvamme (fra
Telemark) og Bjorn Erik Ydstie (CMU) tilstede.
Motet er sannsynligvis den viktigste moteplassen for kjemiteknikk, og det
synes som om den internasjonale deltagelsen har okt de siste aarene. Jeg er
ikke sikker paa antall deltagere med det er vel ca. 2-3000 med ca 30 parallele
sesjoner. Ca. 25 sesjoner var innen prosess-systemteknikk med 3 parallele
sesjoner.
Naar det gjelder prosessregulering (area 10b) saa synes jeg aarets sesjoner
var mindre interessante enn de pleier aa vaere - det var veldig smaafiks
matematikk, spesielt innen ulinear regulering og identifisering, men jeg
savnet noe some enten var skikkelig nytt eller hadde en god
prosesstilknytning. Jeg oppholdt meg defor vel saa mye paa sesjonene innen
prosessdesign (area 10a). (I tillegg til at jeg hang en del i gangene, eller
satt paa rommet mitt og arbeidet med forberedelse av foredrag eller skrev paa
boka).
Innen design var det en god del interessant innen destillasjon (inkludert
azeotropisk og ekstraktiv destillasjon samt reaktiv destillasjon) - saa dette
er et omraade som aapenbart ikke er dodt. (Det man kan lure paa er hvor de
faar forskingspenger fra siden omraadet ikke er spesielt populaert innen
f.eks. NSF i USA).
Innen destillasjon nevner jeg to paper av R. Agrawal fra Air Product.
Det ene gjaldt integrerte kolonner lignende Petlyuk (paper 187e). Det andre saa
paa varmeintegrasjon med bruk av to kolonner med ulikt trykk (189g)
(men slik at temperatur for ekstern koke- og kjolemedium er likt det
i en vanlig kolonne). Det er rimelig at man har kommet langt innen
integrerte losninger innen luftseparasjon siden fodesammensetningen
her er konstant (luft), og siden man opererer under
omgivelsestemperatur og derved maa legge meget
stor vekt paa energiforbruket (dvs. kjoeleforbruket).
Rooks, Malone og Doherty fra UMASS presenterte et interessant paper med
bruk av sidestroems-kolonner (Paper 192a). De presenterte eksempel paa bruk
av ekstraktiv destillasjon av etanol-vann med EN kolonne og en vaeskefase.
Trikset var aa ta ut 99% vann som damp-sidestroem.
Undertegnede presenterte tre paper som alle gikk mest paa destillasjon. En
kort beskrivelse folger:
1) Paper 189b (The dynamics of cascade processes av Morud og Skogestad)
omhandler en enhetlig maate aa estimere dynamikken av kaskader paa.
Videre inneholder paperet en sammenligning av destillasjon
med motstroemsdiffusjon. Dette gir en interessant innsikt i dynamikken. Denne
andre delen boer vel skilles ut som et eget paper og sammenlignes noe mer
med arbeidene til Marquardt og andre paa boelgeanalogi for
destillasjonsdynamikk. Paperet var plassert i en syntesesesjon og det var
vel grunnen til at det kun var et spoersmaal til paperet. Sporsmaalet
gikk paa hva som ville skje om vi ogsaa hadde reaksjon. Jeg tror det
kunne vaere interessant aa se litt naermere paa dette.
Videre maa destillasjon inkorporeres mer naturlig med kaskadedelen i et
revidert paper.
De to andre paperne ble presentert i batch-sesjonen paa torsdag morgen.
2) Paper 184d: On the dynamics of batch distillation: A study of parametric
sensitivity in ideal binary columns, av Atle Christiansen, E. W. Jacobsen,
J. Perkins og S. Skogestad.) Dette arbeidet er fra Atles
diplomtid ved Imperial College 1993/94. Det inneholder en kritisk analyse
om bruk av parametrisk sensitivitet som tidligere har vaert benyttet mest
for reaktorer (f.eks. for aa detektere hot-spot). For batch-destillasjon er
det en naer sammenheng mellom positive egenverdier og parametrisk sensitivitet.
Videre fant Atle og Elling at denne sensitiviteten er mye stoerre dersom man
holder Lw (refluks massebasis) konstant enn naar L (refluks motbasis)
holdes konstant. Dette forklares med at paa slutten av batchen vil
molvekten M av destillatet oeke (i de aller fleste tilfeller)
og med LW konstant vil L = Lw / M reduseres.
Dette er det omvendte av det man vanligvis oensker;
for aa faa mer ut av batchen oensker man aa oeke
L paa slutten av batchen. Man faar da den interessante
konklusjon at det er best i de fleste praktiske
tilfeller aa holde Dw (destillat massebasis) konstant.
Ifoelge Doherty kalles dette aa "squeese the batch"
(samtale ved svommebassenget). Jeg fikk en del spoersmaal til presentasjonen.
Disse gikk mest paa mindre vesentlige ting slik som betydning av
holdup paa trinnene og om resultatene ville vaere de samme med
ikke-ideell termodynamikk.
3) Paper 184i: Multivessel batch distillation av Skogestad,
Wittgens, Litto og Soerensen. Dette er en
interessant ny metode for batch-destillasjon som ble
foreslaatt saa nylig som i 1994/95 av Masebe og
Hashimoto i Kyoto, Japan. Kort sagt har man en kolonne
med total refluks med beholdere (vessels) flere
steder langs kolonnen. Vaart bidrag er aa foreslaa en
maate aa indirekte aa justere holdup i hver vessel
basert paa temperatur-tilbakekobling.
Det er mange som er overrasket/skeptisk til at de virker og jeg
fikk mange kommentarer om det. Blant annet var de fra Kyoto
samt Jay Lee skeptisk til at man fikk
samme sluttprofil uansett foedesammensetning naar man
satte setpunkt for temperatur. Vi regner med aa
bevise eksperimentelt at det virker om kort tid.
Paa lengre sikt kan den eksperimentelle kolonnen brukes
ogsaa til aa studere andre nye kolonner-typer som
inventert batch-destillasjon og syklisk destillasjon (dumping).
Dette vil inngaa i Rajab Littos dr.ing.-oppgave.
Jeg kan foreovrig nevne at Mike Doherty
foreslo for meg en "ny" maate aa drive batch-destillasjon paa;
nemlig total refluks med dumping av
produktet (syklisk). Han hadde faatt ideen fra et stort
legemiddelfirma som mente det var nytt i
industrien. For det foerste er det neppe nytt i industrien
(Nycomed Lindesnes vurderte noe lignende for
fem aar siden), og dessuten studerte Eva Soerensen det
detaljert i sin dr.ing.-avhandling fra 1994.
Et annet interessant paper paa syntese var "A software tool
for structural and parametric designs for
continuous processes" av Pantelides og Smith fra
Imperial College (Paper 192b). Kort sagt mente de at
man kunne drastisk redusere det kombinatoriske problemet
ved syntese ved aa kun spesifisere antall
reaktorer, kolonner, etc. og la selve strukturen
optimaliseres ved kontinuerlige metoder. Paperet fikk
mange fiendtlige kommentarer fra bl.a. Floudas og Gani.
De nevnte blant annet problemet med varme-
integrasjon. Men jeg synes det saa interessant ut og
Pantelides er absolutt en person med mer sunn
fornuft enn Floudas og Gani.
Mike Malone (Paper 189d) presenterte et interessant paper
ang. bruk av farger paa flytskjema, f.eks.
bruk av fargepinner for aa angi mengde av de ulike
komponenter i stroemmene. Videre bruk av farger
for aa angi kostnad av ulike enheter.
Paa konferansen ble invitasjon til IFAC-konferansen
ADCHEM '97 (prosessregulering) delt ut. Den skal
vaere 9 - 11 juni 1997 i Banff i Canada. Opprinnelig
kolliderte den med PSE-ESCAPE i Trondheim,
men den har naa blitt flyttet. Uansett, saa er det paa tide
at VI faar ut vaar brosjyre om PSE-ESCAPE '97...
Tom McAvoy tilboed seg aa faa e-mail-liste som han har.
Videre boer vi tenke paa aa invitere folk,
spesielt fra industri, til aa bidra paa utvalgte omraader.
Jeg oensker aa faa noe til innen "Plantwide
control" og "Controllability analysis" (som henger ganske
naer sammen siden selve prosessforstaaelsen er meget sentral).
Jeg kan foroevrig nevne at for prosessregulerings-
interesserte saa blir forsommeren 1997 meget travel:
20 - 22 mai: IFAC-konferanse "Intelligent Process Control", Ungarn (?)
26 - 29 mai: PSE-ESCAPE i Trondheim
2 - 4 juni: American Control Conference
9 - 11 juni: Adchem, Banff
1- 4 juli: European Control Conference, Brussel.
Saa vi maa satse alt paa at de beste bidragene gaar til PSE-ESCAPE.
Naar det gjelder proceedings til PSE-ESCAPE saa har vi planlagt disse i
Comp. Chem. Engn. Men paa
moetet som ble holdt i Miami vedtok Editorial Board
(der T. Hertzberg er medlem) aa kutte ut
praksisen med aa publisere ESCAPE-proceedings.
Det er flere grunner til dette; blant annet tidsskriftets
renomme samt det store antall papers som planlegges
fra ESCAPE-6 i Hellas. Jeg er enig i at det er lite
heldig for et tidsskrift aa publisere konferanse-proceedings,
men som representant for PSE-ESCAPE '97
har jeg naturligvis et noe annet syn.
Basert paa samtaler med Reklaitis og Morari ser det ut til at PSE-
ESCAPE '97 blir den siste gangen proceedings fra ESCAPE
blir publisert i tidsskriftet.
Generelle verktoey for dynamisk simulering:
Katrine Hilmen vil under sitt opphold paa UMASS bruke ASCEND
fra CMU (Westerberg). Videre snakket jeg med Costas Pantelides
som ikke kunne skjoenne hvorfor vi
fremdeles bruker SPEEDUP istedetfor GPROMS.
Spesielt vil det vaere mye bedre for optimalisering av
batch-destillasjon. Programmet er tilgjengelig (gratis),
men manual er det visst tynt med foreloepig.
Av de andre norske saa jeg Bente Sannaes' presentasjon
som gikk meget bra og fikk god respons.
Videre saa det ut til at Bjoern Kvamme fra Telemark har
god kontakt med feltet paa sitt omraade.
Erik Ydstie ytret onske med et naermere formalisert samarbeide med institutt
for kjemiteknikk ved NTH, f.eks. innen omraadet irreversibel termodynamikk,
men ogsaa mer generelt.
Hilsen Sigurd Skogestad