------------------------------------------
Referat fra AIChE Annual meeting,
Indianapolis, Indiana, USA, 3-8 Nov. 2002
------------------------------------------
Mer info:
Hjemmeside for "current annual meeting": http://www.aiche.org/annual/
Papers fra CAST sessions (dessverre ikke så mange):
http://www.ench.umd.edu/cast10/annual02/
Dette årlige møtet til American Institute of Chemical Engineers dekker alle
områder innen kjemiteknikken.
Årets møte ble holdt i Indianapolis Convention Center og hadde over 4000
deltagere.
Men av disse observerte jeg kun 4 fra Norge - alle fra "min" gruppe
(dr.ing.studentene Marius Govatsmark, Espen Storkaas og Vidar Alstad, samt
meg selv).
I tillegg var Steinar Hauan og Erik Ydstie tilstede (begge fra CMU).
Steinar Hauan mottok forøvrig
Ted Peterson Award på tirsdag for arbeid har gjorde mens han var
dr.ing.-student ved NTNU.
Indianapolis er ikke akkurat den mest spennende byen, så vi får heller
konsentrere oss om
selve møtet. Det var totalt 410 sesjoner, med opp til 40 samtidige, så det
sier seg selv at dette
blir bra bruddstykker.
En del av sesjonene var gruppert under 5 "topical conferences" - men dette
er mer et forsøk på å
markere fokus enn reelle sub-konfereanser - for alle deltagere kan gå på
alle sesjonene.
De 5 utvalgte områdene var:
1. Nanoteknologi (meget "hot", alle som ser sjansen kaller sitt fagområde
for nano)
2. Bærekraftig utvikling (på langt nær like "hot", men Brundtland nevnes jo
ofte her. Subhas Sikdar fra EPA
er en av guruene her innen bl.a. livsløpsanalyse, og han kjente bl.a.
til prof. Anniken Fet fra NTNU)
3. Bioinformatikk og genomics (selvsagt meget hot siden man helt nylig har
kartlagt det humane genomet,
og derved begynt å få tak i "tegningene" på hva cellene etc. gjør.
Videre gjør man stadig store
fremskritt på å beskrive de kompliserte metabolske reaksjonsnettverkene
og også regulerings-nettverkene -
matematisk med reaksjonshastigheter - så her er det mye å gjøre for
kjemiteknikere av alle slag)
4. Bio-raffinerier, dvs. å lage kjemikalier fra fornybare bio-ressurser med
bl.a. nye katalysatorer
(dette er den mer tradisjonelle bioteknologien; ikke fullt så hot men
en god del aktivitet -
bl.a. er DuPont interessert her og jeg snakket med Brent Shanks (Iowa
State) som kjenner fra min tid
ved Caltech, og nå arbeider innen dette området.)
5. Sensorer (ikke spesielt hot, men alltid viktig)
Men selv om det er mye snakk om bio, ikke minst når det gjelder hva slags
kandidater universitetene
så ser man ved å sjekke programmet at de mer tradisjonelle områdene (som
katalyse/reaktor,
fluid/kolloidkjemi/termo, separasjon og systemteknikk) fremdeles er
dominerende - i alle fall når det
gjelder antall sesjoner.
Så litt spredte inntrykk fra en del av sesjonene.
----------------------
Prosess-regulering
----------------------
Jeg var på CAST Dinner på tirsdag der Steinar Hauan og Manfred Morari
mottok priser. Morari
holdt et artig foredrag med mange artige videosnutter. Et var en film fra
IBM om tidlige
arbeider på optimalisering av FCC-reaktorer fra 60-tallet. Et annet
eksempel var på bruk av
Morari's nye MPC (med tabelloppslag blant lineære regulatorer) i biler -
blant for å kunne styre på
glatt føre. Jeg håper å få tak i en kopi av Morari's foredrag som jeg
eventuelt vil legge ut.
På tirsdag var det en egen seksjon om "plantwide control" [254]
* Her burde paperet til Marius absolutt burde ha vært med (og det ble
også opprinnelig sendt til denne
seksjonen, men ble flyttet til sesjon [259] om "nontraditional
processes" fordi "gasskraftverk" åpenbart
hørtes så eksotisk ut).
* C.C.Yu (som har vært ved NTNU noen måneder) hadde et foredrag [254a] om
en prosess med 2 resirkulasjonsstrømmer.
* Karlene Hoo et al. [254b] fra Texas Tech. presenterte et arbeid der de
har sammenlignet Luyben's og
vår metode for plantwide control design - men konklusjonen var ikke
helt klar.
* Bill Luyben [254e] hadde et paper på regulering av reaktiv destillasjon
- som vanlig meget klart presentert
- men med få generelle resultater. Dette var et eksempel med reaksjon
A+B og støkiometrisk tilsats av
A og B, og konklusjonen var (ikke overraskende) at man må ha en
sammensetningsmåling (feedback) av A
eller B i kolonnen for å sikre at man ikke får overskudd av den ene
komponenten.
* Sesjonens siste paper [254g] - som strengt tatt ikke hadde så mye med
plantwide control - var et meget
praktisk industrielt bidrag fra U. Mathur og R.J.Conroy (Enterprise
Products) der de presenterte en
MPC-applikasjon for destillasjon kun basert på data fra en dynamisk
modell - dvs. uten den vanlige bruken
av eksperimentelle sprangresponser - det høres absolutt rimelig ut
etter min mening.
I sesjonen "Design and operation under uncertainty" [247] presenterte Vidar
presenterte sitt paper om
"Robust operation by controlling the right variable combination", se
se http://www.chemeng.ntnu.no/~skoge/publications/2002/alstad_aiche02/
Vidar har her utviklet en meget enkel metode for å velge lineære
variabelkombinasjonen
(det er så enkelt og elegent at jeg trodde det måtte være feil da jeg så
det første gangen i april i år).
Vidar var litt bekymret fordi han skulle presentere rett etter Morari
("hoppe etter Wirkola"), men det
gikk meget bra. Det var også en fordel at det var mange tilstde (godt over
50).
Morari presenterte, i foredraget før Vidar, en oppdatering på sitt arbeid
på "off-line" MPC, dvs.
der lokale lineære regulatorer (basert på state feedback) beregenes på
forhånd for tilfellet med
lineær modell med begrensninger. Dette er nå utvidet til robusthet (med
usikkerhet) for tilfellet med
en lineær (ikke kvadratisk) objektfunksjon. For noe mer detaljer se:
http://www.control.ethz.ch/research/publications/publications.msql?action=Showdetails&id=1515
Parallelt med Vidar, presenterte Espen og Marius sine bidrag i den omtalte
sesjonen [259] om
"modelling and control of non-traditional processes". Det var forøvrig en
god del interessant her:
* Mayuresh Kothare et al. fra Lehigh University presenterte et
interessant arbeid på Si-baserte
mikroreaktorer for å lage H2 fra metanol (for bruk i brenselceller).
* Fran Doyle et al. fra Delaware (har nå begynt i Santa Barbara)
presenterte et arbeid på fremstilling
av Si-wafere, der de så på reguelringen av tykkelsen av Si-laget.
* Espens foredrag om fornklete modeller for slug-strømning (inkl. modell
av ikke-slug som er det man ønsker)
gikk meget bra (ca. 30 tilstede). se også:
www.chembio.ntnu.no/users/skoge/publications/2002/storkaas_aiche02/
* Så kom foredraget til Marius om "plantwide control av gas power plants"
som også gikk meget bra, se:
www.chembio.ntnu.no/users/skoge/publications/2002/govatsmark_aiche02/
I sessjonen om "integration of design and control" [260] fikk stakkars
Vassilis Sakizlis (student som jobber
med Stratos Pistikopoulos ved Imperial College) en temmelig stri tørn med å
svare på spørsmål fra Ruel
Shinnar om det virkleig var så lurt å redusere diameteren på kolonnen
basert på MINLP-optimalsiering
der de optimaliser reguleringen under designen. I et senere foredrag
[260c] snakket Jae Lee ("Shinnar-
disippel" fra City College New York) om "partial control of reactive
distillation" der han også
snakket om dominant variables. Til et spørsmål fra Espen om hva
definisjonen på "dominant variables"
egentlig er, tok Shinnar ordet og sa at det vet man umiddelbart hvis man
har gjort eksperimenter på prosessen.
Shinnar fremsatte også "Darwin-Shinnars lov" om at man aldri må
oppskalere (dvs. tenke på å sette i
drift) en prosess som er ustabil. (Da må bl.a. Espen glemme sine tanker om
å stabilsere non-slug-strømning)
Det var også en postersejon med en god del interessant.
Dae-Rook Yang fra Korea (og som har samarbeidet may Jay Lee fra Georgia
Tech) demonstrerte et
programsystem for undervisning som så meget bra ut. Det var ulike moduler
med måling, ventiler,
PI-regulering, kaskade, etc. Programmet kan hentes fra:
www.cheric.org/education/control
--------------------
Destillasjon
-------------------
Det var en spesiell "æres-sesjon" [101] for Mike Lockett (ex. UMIST, nå
Praxair i USA) - antageligvis i
fobindelse med en bursdag. Han er spesielt kjent for sin bok om
"Distillation trays" som bl.a.
Bernd Wittgens brukte mye i sin tid.
Det var to foredrag [102a fra Japan,102b fra Delft] om såkalt
HIDiC-destillasjon
(heat integrated distillation column) der topp-seksjonen opererer ved høyt
trykk og bunnseksjonen
ved lavt trykk. Seksjonene plasseres inni hverandre slik at man får
varmeoverføring fra topp til bunn.
En kompressor brukes for å ta damp fra bunn- til toppseksjonen. Det hevdes
å være betydelig mer
energibesparende en "vanlig" integrasjon med varmepumpe. Professor Jansens
fra Delft [102b] har
gjort teoretiske beregninger for en C3-splitter (separasjon av
propan-propylen) der seksjonene opererer
ved 18 og 15 bar, og de påstår å få energibesparelser opp mot 90% (!).
Jeg presenterte Stathis Skouras sitt arbeid på separasjon av azeotropiske
blandinger med to væskefaser i
(VLLE) multivessel destillasjon [102d]. Stathis har forøvrig som et
biprodukt av dette arbeidet
funnet at ca. 20% ekstra energi kan spares for de fleste blandinger ved at
man unngår "vapor bypass" av
"middle vessel" - dette virker rimelig fordi den lette komponenten ellers
må ned i væsken for å
komme seg ut. Vår eksperimentelle kolonne som Bernd bygde har "vapor
bypass" (det er enklere),
men det er kanskje ikke det beste.
Steinar Hauan hadde forøvrig annonsert at de skulle presentere et arbeid på
"Complete separation
sequences for complex VLLE systems" [104b], men dette ble kansellert fordi
studenten ennå ikke hadde
de ønskede resultatene klare.
Wolfgang Artl [102e] fra TU Berlin snakket igjen om "(Room temperature)
Ionic liquids" (IL, molten salts) og
"Hyperbranced polymers" (HyP) som begge kan brukes til bl.a. å bryte
azeotroper.
Jeg fikk ikke med meg foredraget hans om dette ved
Distillation'02-konferansen i Baden-Baden
(se www.chembio.ntnu.no/~skoge/prost/proceedings/distillation02/ for
et 32-siders paper),
men det var artig å høre på. Det høres nesten for godt ut til å være sant.
IL er saltløsninger
(organisk kation- mer vanlig anion) som er væsker ved vanlig romtemperatur,
men uten at det vann i bildet.
Damptrykket er tilnærmet 0, og siden de meget polare egner de seg ypperlig
som "entrainer" ved separasjon
av azeotropiske blandinger (selve recovery-kolonnen blir da kun en flash).
Artl hevdet at alle
azeotroper de hadde sett på så langt forsvant når man tilsatte passe mengde
(ca. 10-20%) IL.
Ifølge Artl er det kun de siste 10 år at man har greid å fremstille stable
IL. MEN dette er
fremdeles på et svært tidlig stadium - Artl presenterte kun
simuleringsresultatet - ingen forsøk med
ekstraktiv destillasjon er utført foreløpig.
Ioniske væsker produseres i små mengder av Solvent Innovation
(http://www.solvent-innovation.de) mens
bla. Perstorp lager "hyperforgrenede polymerer".
Boshkov fra Ukraina [102f] presenterte et meget teoretisk arbeid (typisk
russisk) om generalisering av
destillasjons-klassifisering av ternære blandinger til systemer med bi- og
tri-azeotroper -
antall diagrammer for ternære blandinger økte da fra 26 til ca. 66 (husker
ikke helt hva han sa). Han mente at den opprinnelige klassifiseringen til
Gurikov fra 1959 var helt korrekt.
------------
Bio
------------
Bernhard Paalson fra UCSD (opprinnelig fra Island) mottok en "bio-pris", og
er av de sentrale
chemical engineers innen området systems biology / metabolic engineering.
Det var en egen diskusjons-seksjon om dette [25] der Jay Bailey (ex Caltech
og ETH som døde for
et par år siden) fikk æren for å ha oppfunnet - "Toward a Science of
metabolic engineering", Science,
1991, 1668-1675, - og Greg Stephanopolous har utgitt en lærebok innen dette
fra 1998.
Her er det også mye reguelringsteknikk og feedback. Begrepet "matematiske
modell" har vært
vanskelig å selge i dette miljøet, og det er litt søtt når man for å
kanskje gjøre det litt mer
salgbart har begynt å bruke begrepet "in silico" i betydning "matematisk
modell".
Jeg var også så vidt innom en sesjon som gikk på etikk og bioteknologi. En
påstod hardnakket at
såkalt stamcelle-forskning var en blindgate. Industrien fikk forøvrig kjeft
for å ha vært
lite taktiske i forhold til forbrukerne med å forklare fordelen med sine
gen-modifiserte produkter.
---------
Annet
---------
Jeg hadde middag med Heinz Preisig på mandag - han kommer etter jul!
Preisig hadde forøvrig en poster der han demonsterte sitt program MODELLER som
er et modelleringsverktøy som genererer Matlab-kode. Jeg fikk et meget godt
inntrykk av programmet.
En stor nyhet var at Aspentech har sagt opp 449 personer. Det har jo vært
kjent at de har hatt problemer en stund, bl.a. etter oppkjøpet av Hyprotech.
Aksjekursen til Aspentech var vel opp i $40 på det høyeste, og har på det
laveste vært godt under $1.
--------------------------------------------------------------------------
DuPont's gruppe for Process dynamics and control i Wilmington, Delaware
--------------------------------------------------------------------------
På fredag 8. nov. besøkte jeg DuPont's reguleringsgruppe som er organisert
under Central
Engineering. Gruppen ledes av Yannis Dimitratos og har ca. 25 medlemmer. De
må tjene
sine egne penger ved å ta oppdrag for DuPonts ca. 10 selvstendige business
units.
Dette er nå den eneste virkelig reguleringsgruppen i DuPont, etter at Dave
Smith
tidligere gruppe på Polymers forskningssenter nå er oppløst (den siste til
å slutte
var Tunde Ogunnaike som 1. septeber begynte som professor ved University of
Delaware -
og derved tok over etter Frank Doyle som nå er i Santa Barbara).
Det er mange bra ingeniører i gruppa, inkl. seniorene Bill Cox og John Wood
(som begge ble
ansatt av Page Buckley i 1969, da gruppen kun telte 3-4 personer), Martin
Pottman og
Michael Luyben. Bjørn Tyreus (som forøvrig akkurat kom tilbake fra et besøk
med Kurt
Strand i Trondheim!) jobber nå i en annen gruppe, men han kom på seminaret mitt
om "Plantwide control - what should we control?".
Reguleringsgruppa gjør det ganske bra for tida - i motsetning til de fleste
andre gruppene
innen Central Enginering i DuPont. En stor aktivitet er en "performance
monitor"
som hver natt går gjennom alle sløyfene på fabrikkene som er tilkoblet, og
melder
tilbake om variable som viser mer variasjon enn vanlig.
De har sitt eget program for dynamisk simulering
(TMODS, som er en modulær dynamisk similator som virket meget enkel å bruke),
men de bruker firmaer fra utsiden til MPC-applikasjoner, bl.a. bruker de
Aspentech, ABB og
Honeywell. Selv om disse firmaene gjør selve jobben, er Engineering-gruppen
med på de
fleste (alle) MPC-prosjektene som DuPont har (som de selv mente var litt
for få).
Bill Cox er ansvarlig for videreutviklingen av TMODS (som Bjørn Tyreus
opprinnelig skrev
for over 10 år siden). Cox nevnte at deres destillasjonsmodell antar konstant
trykkfall over kolonnen, selv om trykket i seg selv kan variere. De hadde
prøvd seg
på ventilligninger, men påstod at det ble alt for stivt for deres
integrasjonsrutine.
DuPont er forresten i ferd med å investere ca. 1 billion US Dollar for å ta
i bruk SAP
(et dinosaur av et system for å koordinere intern informasjonsutveksling) -
noe som jeg er sikker på at alle PROST'ere i Statoil og Hydro ønsker dem
lykke til med...
DuPont har et "graduate internship program in process dynamics and control" som
de gjerne ser at norske dr.ing.-studenter også blir med på. De tilbyr et 3
måneders
sommeropphold der studentene jobber integrert i deres gruppe med konkrete
prosjekter.
--- slutt referat fra USA ----- hilsen Sigurd ------
This archive was generated by hypermail 2b29 : Tue Nov 26 2002 - 16:32:15 MET