Bir polimerizasyon reaktöründe optimal sıcaklığın deadbeat kontrolu

ÖZET Master Tezi BİR FOLİMERTZASYON REAKTÖRÜNDE OPTIMAL SICAKLIĞIN DEADBEAT KONTROLÜ Minoo BALIKHANI Ankara Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç.Dr. Hale HAPOĞLB Yapılan çalışmada, soğutma ceketli kesikli bir polimer reaktöründe, stirenin serbest radıkalik poKmerizasyon dinamiği, optimxzasyomi ve on-line sıcaklık kontrolü teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Önceden belirlenen veya istenen monomer dönSşömöne, zincir uzunluğu sayışma ve ortalama molekül ağırlığına en kısa sürede ve minimum başlaucıyla ulaşabilmek amacıyla sabit ve değişken değerlerde reaksiyon sıcaklığını belirlemek için optimizasyon yöntemleri kullanılmıştır. Sıcaklık kontrol edilmediğinde, elde edilen monomer dönüşümü ve ortalama molekül ağırlığının optimum değerlerden çok farklı olduğu görülmüştür. Bu nedenle poümerizasyon reaktörterinin sıcakhk kontrolü Beatbeat algoritması İle gerçeMeştirilmiştir. Deadbeat (DB) yöntemiyle iki tip kontrol çahşmasr yaprhmştrr. Birinci tip kontrol çalışmasında, teorik benzetim programı kullanarak sisteme ikili gelişigüzel yalancr sinyal (PRBS) verirmiş; ve grrdî-çıktr değerleri elde edilmiştir. Sistem model parametreleri Bierman algoritması ile hesaplanmıştır. DB kontrol sırasında sabit sistem moder parametre değerleri kullanılmıştır. İkinci tip kontrol çalışmasında, sistem model parametreleri en küçük kareler (EKK) yöntemi ile kapalı hatta belli zaman aralıklarında günceUeştirilmiştir. Sisteme verilen ısı ve reaktör sıcaklığı sırasıyla ayarlanabrlen ve kontrol edilen değişkenler olarak seçilmiştir. DB kontrol algoritmasında, ikinci derece sistem modeli ve sıfirmcı mertebe tutma elemanı kullanılmıştır. Anahtar Kelimeler: Süren poömerizasyonu, kesildi reaktör, deadbeat kontrol ABSTRACT Master Thesis DEADBEAT CONTROL OFOPTTMAll TEMPERATURE Df A POLYMERIZATION REACTOR MmoaBALKHANI Ankara University Graduate School of Natural amf Applied` Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Assoc. Prof Dr. Safe HAPÖÖLU In this study, the dynamic optimization and on-line temperature control of the free radicaf polymerization of styrene in a coofimj jacketed batn polymerization reactor were investigated theoretically and experimentally. The optimization techniques were used to find the constant and variable temperature values for obtaining pre-determined monomer conversion, chain length number, average molecular weight nr the shortest time with minimum amount of initial initiator. Without temperature control, it is seen that monomer conversion obtained and average mofecufarweight is highly different than optimal values. Therefore, temperature control of polymerization reactor is achieved by using Beadbeat (pB) algorithm With DB technique, two type control work is realized, fn the first type control work, Pseudcr Random Binary Sequence (PRBSJ is giverr to- the system by using theoretical simulation program and input-output data is obtained. System model parameters are calcinated with Merman algorithm, During DB control, constant system model parameter values are used. In the second type control work, system model parameters are calculated recursively in each certain time interval of closed loop by using the least square algorithm. Heat given to the system and reactor temperature are chosen as manipulated and controlled variables respectively. In Deadbeat control algorithm, second order sy stem model andzero order hoM element are used. Keywords: Styrene polymerization, batch rectors deadbeat conteal 122