Kesikli polimerizasyon reaktörlerinde ürün kalitesini kontrol için optimum sıcaklık izinin öngörülmesi
Prediction of optimum temperature profile in batch polymerization reactors for product quality control
- Tez No: 95831
- Danışmanlar: PROF. DR. RIDVAN BERBER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Newton tipi optimizasyon, optimum sıcaklık profili, kesikli polimerizasyon, stiren polimerizasyonu, ürün kalitesini kontroL, Optimizasyon, Optimum sıcaklık, Polimerleşme reaktörleri, Reaktörler, Stiren polimerleşmesi, Ürün kalitesi, Batch polymerization reactors, polystyrene, nonlinear optimization, Newton -type control ii, Optimization, Optimum temperature, Polymerization reactors, Reactors, Styrene polymerization, Product quality
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Yüksek Lisans Tezi KESİKLİ POLİMERÎZASYON REAKTÖRLERİNDE ÜRÜN KALİTESİNİ KONTROL İÇİN OPTİMUM SICAKLIK İZİNİN ÖNGÖRÜLMESİ Tolga EROL Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Pro£ Dr. Rıdvan BERBER Endüstride kullanıcıya yönelik son ürün özelliklerini "»gfamnlr üzere kesikli polimerizasyon reaktörlerinde genellikle sıcaklık kontrolü yapılmaktadır. Bunda, sıcaklığın son ürün özelliklerine etki eden en belirgin parametre olmasının rolü vardır, îstenen özelliklerde ürün elde edilebilmesi için İşletmede uygulanacak sıcaklık profilinin bilinmesi önem taşır. Günümüzde kullanıcı beklentÜerinin çok sık değiştiği ve ürün özelliklerinin çok dar aralıkta tamamlandığı dikkate alındığında konunun önemi artmaktadır. Bu tür 'dinamik optrauzasyon* problemleri, son zaman kısıtlamasının ve uyulması gereken bîr dinamik modelin olması nedeniyle genellikle zor sununa girer. Literatürde şimdiye kadar bu konuya iki boyutlu smtr değer problemi veya 'diseretize* edilmiş nonlineer programlama açısından yaklaşılmıştır. Bu yöntemlerin her ikisinin da bazı dezavantajları vardır. Bu çalışmada, belli molekül ağırlığında ürün elde edilebilmesi için kesikli polimerizasyon reaktörlerindeki sıcaklık yolizİnin optimum belirlenmesi şimdiye kadar denenmemiş olsa da diğer bir seçenek olarak gözüken Newton tipi kontrol yöntemi ile ele alınmıştır. Newton tipi kontrol yöntemi, dinamik modelin ortaya koyduğu diferansiyel denklem amırlamalarmı 'yürüyen zaman ufku' yaklaşımı içinde cebirsel sınırlamalara dönüştüren ve proses sonunda İstenen molekül ngırlıgma bağlı olarak tanımlanan bir hanı normuna minimiT ederek sıcaklık yol izini belirleyecek bir algoritma olarak uyarlanmıştır. Yöntem, kesikli stİren polİmerizasyonunda sıcaklık yolizinİ belirleyecek bir algoritma olarak uyarlanmış ve geliştirilen program çeşitli koşullar altmda test edilmiştir. öngörülen mealdik yolizmin takibi ile proses sonunda arzulanan sayıca ortalama molekül ağırlıklarına ulaşılabileceği görülmüştür. Ortaya çıkarılan algoritma, bu problemin literatürdeki Od noktalı sınır değer yaklaşımlı çözümlerine göre çok daha güvenli olarak tem optimum sonuçlan vermektedir. Algoritma, benzer kesikli prosesler için de kullanılabilecek özellikte olup gelecekte endüstriyel kullanım açısından umut vadetmektedir. 2000, 100 sayfe
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Master Thesis PREDICTION OF OPTIMUM TEMPERATURE PROFILE IN BATCH POLYMERIZATION REACTORS FOR PRODUCT QUALITY CONTROL Tolga EROL Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof: Dr. Rıdvan BERBER The usual regulated process variable lor meeting the end - point user requirements in industrial polymerization reactors is the temperature. It becomes, therefore, necessary to determine the optimum temperature trajectory to be followed during batch operation for defined product specification. The facts that the user expectations change more often now than before and the product specifications are very narrowly defined are further motivating factors for this work. However, such dynamic optimization problems are usually difficult to solve due to the existence of a 'final time constraint' and of a dynamic model to be followed. Previous solution efforts in dynamic optimization have been concentrated on defining the problem as a two - point boundary value' problem or a finite dimensional nonlinear program through discretization. An other alternative, which has not yet been tried for optimum batch polymerization trajectories, is the Newton - type approach, and this has been investigated in this work. Newton strategy converts the constraints of the optimization problem defined by the dynamic model into an algebraic form in the context of a moving time horizon approach, and minimizes an error norm depending on the desired molecular weight at final time. The objective was to reach a pre - specified number average molecular weight at the end of batch. Styrene polymerization was selected as the sample system to be investigated. The predicted trajectory has been tested with extensive simulations under different conditions, and fbttewed by a nonlinear model - based control strategy in closed loop simulation runs. The results reveal that the strategy provides an effective means for obtemmg the pre - determined number average molecular weight in batch polymerization of styrene. The algorithm developed can be used for other similar batch operations and holds promise for industrial implementation in future. 2000, 100 pages
Benzer Tezler
- Kesikli polimerizasyon reaktörlerinde hal değişkenlerinin öngörülmesi
State estimation in batch polymerization reactors
ZAHRA POURKİAN LİRHARANİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIDVAN BERBER
- Kesikli stiren polimerizasyon reaktörünün model öngörmeli sıcaklık kontrolu
Model predictive temperature control of batch styrene polymerization reactor
ALİ KARADUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. RIDVAN BERBER
- Bir polimerizasyon reaktörünün optimal sıcaklık profiline, genelleştirilmiş minimum varyans (GMV) kontrolün uygulanması
Application of generalized minimum varians (GMV) control to optimal temperature policy of a polimerization reactor
ALİ RIZA KARAGÖZ
Doktora
Türkçe
1998
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALPBAZ
- Kesikli stiren polimerizasyon reaktöründe doğrusal olmayan sıcaklık kontrolü
Nonlinear temperature control in batch styrene polymerization reactor
MEHMET KAZIM YETİK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIDVAN BERBER