Modellgestützte Auslegung und Betrieb katalytischer Rektifikationskolonnen

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Derzeit ist es in der Prozeßentwicklung häufig noch üblich, daß das verfahrenstechnische Design des Prozesses unabhängig von der Konzeption einer Regelung erfolgt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, einen reaktiven Trennprozeß gleichzeitig detailliert zu modellieren und darauf basierend ein Regelungskonzept zu entwerfen. Sowohl das Modell als auch die Regelung werden an einer bestehenden Technikumsanlage verifiziert. Bei der Modellierung wird angestrebt, durch ein detailliertes Modell für den Stoffaustausch und die Reaktionskinetik in heterogenen Systemen die realen Nichtidealitäten zu erfassen und die für dynamische Prozesse notwendige Prädiktivität zu erreichen. Ausgehend von diesem komplexen Modell werden nach systematischen Sensitivitätsanalysen die für eine numerische Lösung notwendigen und die aus verfahrenstechnischer Sicht möglichen Modellreduktionen vorgenommen. Für den Reglerentwurf stehen zwei Problemstellungen im Vordergrund: Einerseits wird anhand einer Analyse des nichtlinearen Modells sowohl der Einfluß einer Fahrweisenoptimierung auf die Regelbarkeit des Prozesses untersucht als auch eine günstige Reglerstruktur ausgewählt. Andererseits wird ein nichtlineares prädiktives Regelungskonzept umgesetzt, welches ein aus dem komplexen Modell reduziertes 'Grey-Box-Modell' als Prozeßmodell nutzt.