Оптимальное управление процессом кристаллизации парафинов в регенеративном кристаллизаторе

Оптимальное управление процессом кристаллизации парафинов в регенеративном кристаллизаторе

Автор: Кадыров, Дмитрий Буттаевич

Шифр специальности: 05.13.06

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2010

Место защиты: Самара

Количество страниц: 184 с. ил.

Артикул: 4725081

Автор: Кадыров, Дмитрий Буттаевич

Стоимость: 250 руб.

Оптимальное управление процессом кристаллизации парафинов в регенеративном кристаллизаторе  Оптимальное управление процессом кристаллизации парафинов в регенеративном кристаллизаторе 

Содержание
Принятые обозначения.
Введение
1 Технология депарафинизации
1.1 Кинетика кристаллизации парафинов.
1.2 Установка депарафинизации
1.3 Кристаллизационное отделение.
1.4 Основные закономерности процесса депарафинизации.
1.5 Реология нефтепродуктов
1.6 Проблемы моделирования процесса кристаллизации в горизонтальном
кристаллизаторе
1.7 Выводы по разделу
2 Математические модели физических эффектов в депарафинизации
2.1 Феноменологические модели кристаллизации
2.1.1 Математическая модель на основе законов сохранения
2.1.2 Математическая модель на основе кинетической теории.
2.2 Стохастический подход к описанию кристаллизации
2.3 Эмпирическая модель кристаллизации.
2.4 Сравнительный анализ математических моделей кристаллизации.
2.5 Математическая модель растворимости парафинов
2.6 Расчет теплообменных процессов в кристаллизаторе.
2.7 Математические модели реологических свойств нефтепродуктов.
2.7.1 Зависимость вязкости от температуры.
2.7.2 Расчеты вязкости смеси
2.8 Выводы по разделу
3 Функциональноориентированная на управление модель кристаллизации
в регенеративном кристаллизаторе
3.1 Кинетический блок
3.2 Теплообменный блок
3.2.1 Методика идентификации граничных условий теплообмена в каскаде горизонтальных кристаллизаторов.
3.3 Блок растворимости
3.4 Реологический блок
3.5 Структура и методика расчета выходных параметров ФОМ
3.6 Выводы по разделу 3.
4 Идентификация функциональноориентированной модели.
4.1 Идентификация блока теплообмена.
4.1.1 Оценка влияния скрытой теплоты кристаллизации на процесс теплообмена в горизонтальном кристаллизаторе
4.1.2 Методика идентификации параметров теплообмена
4.1.3 Идентификация параметров математической модели теплообмена на установке денарафинизации
4.2 Идентификация параметров блока растворимости.
4.2.1 Планирование эксперимента для определения поверхности отклика температурного эффекта депарафинизации ГЭД.
4.2.2 Методика идентификации коэффициента растворимости.
4.3 Идентификация реологического блока.
4.3.1 Методика определения минимально допустимого разбавления .
4.4 Идентификация кинетического блока
4.5 Выводы по разделу
5 Алгоритмы оптимального управления регенеративным кристаллизатором .
5.1 Анализ факторов, влияющих на целевой параметр Ксри
5.2 Выбор управляющих параметров.
5.3 Постановка задачи оптимального управления регенеративными
кристаллизаторами
5.4 Алгоритмы расчета оптимальных управляющих параметров.
5.4.1 Алгоритмы решения подзадач оптимизации.
5.4.2 Алгоритм оптимизации i.
5.4.3 Анализ решений задачи оптимизации .
5.5 Автоматическое управление технологическими режимами регенеративных кристаллизаторов
5.6 Выводы по разделу
Заключение.
Билиографический список
Приложение А Результаты измерений и расчетов.
Приложение Б Акт проведения испытаний
Приложение В Акт внедрения результатов работы
Приложение Г Акт применил рекомендаций.
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
время.
общее время кристаллизации раствора.
т среднее время пребывания кристалла в объеме IV.
Т температура.
г линейный размер кристалла парафина. г3 размер зародыша кристалла.
1мах максимальный размер кристалла.
Тс температура сырьевого потока.
Тх температура потока хладагента.
Ткр температура начала кристаллизации.
Ткр,Су Ткр температура начала кристаллизации сырья.
Тзаап температура застывания депарафинированного масла. Тпяав температура плавления.
Ткои температура конечного охлаждения сырьевой смеси. ТЭД температурный эффект депарафинизации.
П абсолютное пересыщение раствора.
П относительное пересыщение раствора.
Пт переохлаждение раствора. с текущая концентрация парафина, с равновесная концентрация парафина. со начальная концентрация парафина.
ЧУ фактор формы кристалла. ц динамическая вязкость.
V кинематическая вязкость.
см кинематическая вязкость смеси.
V динамическая вязкость смеси.
1С динамическая вязкость сырья.
динамическая вязкость растворителя.
Дил максимально допустимая динамическая вязкость. р плотность.
рх плотность жидкой фазы. рг плотность твердой фазы. рх плотность хладагента. рс плотность сырьевой смеси. рр плотность растворителя.
XVI скорость движения жидкой фазы. и2 скорость движения твердой фазы.
мс скорость движения сырьевого потока, и скорость движения потока хладагента.
Тх температура жидкой фазы.
Т2 температура твердой фазы.
Тс температура сырьевой смеси.
Тх температура хладагента.
ТА температура сырьевого потока по показаниям датчика температур. АТ разность температур сырьевого потока на входе и на выходе из кристаллизатора.
Ст теплоемкость жидкой фазы.
Сп теплоемкость твердой фазы.
Стх теплоемкость хладагента.
С те теплоемкость сырья.
Стр теплоемкость растворителя.
Лг коэффициент теплопроводности жидкой фазы.
Я2 коэффициент теплопроводности твердой фазы. а коэффициент теплоотдачи от стенки к потоку.
X. коэффициент, связанный с теплофизическими свойствами сырья.
Хх коэффициент, связанный с теплофизическими свойствами хладагента. Кг коэффициент теплоотдачи от твердой фазы к потоку хладагента.
i2 коэффициент теплоотдачи от раствора к поверхности пленки застывшего парафина.
масса вещества, перешедшего из фазы раствора в кристаллическую фазу.
площадь поверхности фазового перехода.
Ккр кинетический коэффициент скорости кристаллизации.
число частиц.
АН удельная теплота кристаллизации.
, функция распределения кристаллов по размерам.
скорость образования зародышей кристаллов.
7 скорость роста кристаллов.
Кг, а,т константы скорости роста кристаллов.
i, константы скорости зародышеобразования.
средний размер кристаллов.
заданный средний размер кристаллов.
Ос массовый расход сырьевой смеси.
x массовый расход хладагента.
массовый расход растворителя.
, суммарный расход растворителя.
С i
р минимальная порция растворителя.
доля отбора депмасла, на сырье.
доля отбора гача, на сырье.
доля отбора парафина, на сырье.
потери депмасла, на сырье.
См остаточное содержание депмасла в гаче, на гач.
Спар концентрация парафина в сырье.
НГаф доля рафината в растворе.
xэк доля метилэтилкетона МЭК в растворителе.
кр эмпирический коэффициент влияния растворителя на растворимость.
x пространственная координата по длине кристаллизатора.
пространственная координата по радиусу кристаллизатора.
5 толщина слоя парафина на внутренней стенки кристаллизатора.
коэффициент диффузии.
V элементарный объем разбиения.
общее количество кристаллизаторов.
и общее количество элементарных объемов разбиения кристаллизаторов.
порядковый номер кристаллизатора от точки ввода сырья.
внутренний диаметр сырьевой трубы кристаллизатора.
наружный диаметр сырьевой трубы кристаллизатора.
2 внутренний диаметр трубы кристаллизатора с хладагентом.
диаметр скребкового вала.
длина кристаллизатора.
V объем сырьевой трубы кристаллизатора.
,X площади поперечных сечений внутреннего и внешнего каналов кристаллизатора соответсвенно.
x площадь поверхности теплообмена сырьевого потока с хладагентом в кристаллизаторе.
x.4 скорость охлаждения сырьевого раствора. вектор помех.
V вектор управления. ошибка.
0тах темПературное ограничение.
АР тепловая нагрузка на холодильное отделение.
Нижний индекс с обозначает принадлежность переменной к сырьевому потоку, к потоку хладагента, к растворителю.
Нижний индекс обозначает принадлежность переменной к тому кристаллизатору.
Нижний индекс i обозначает принадлежность переменной к тому элементарному объему разбиения.
Верхние индексы к обозначают номер итерации.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Самара, на III Всероссийской научной конференции Теория и практика массообменных процессов химической технологии Марушкинские чтения г. Уфа, г. Смазочные материалы г. Бердянск, г. Всероссийской научнотехнической конференции Переработка углеводородного сырья. Комплексные решения Левинтеровские чтения г. Самара, г. Международном Форуме Топливноэнергетический комплекс России г. СанктПетербург, г. Нефтепереработка Уфа, мая г. Шарм эль Шейх, Египет, на 2ой научнопрактической конференции Математическое моделирование и компьютерные технологии в разработке месторождений г. Уфа, . Публикации. Материалы диссертационных исследований опубликованы в научном изданиях в том числе в изданиях из перечня, рекомендуемых ВАК . Структура и объм работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка из наименований, 4 приложений. Основной текст работы изложен на 2 страницах, диссертация содержит рисунков, таблиц, приложения на страницах, библиографический список на страницах. Функциональноориентированная на использование в системах управления математическая модел кристаллизации парафинов. Алгоритмы и система оптимального управления регенеративными кристаллизаторами, обеспечивающие минимальное остаточное содержание депарафинированного масла в отфильтрованном остатке в условиях технологических ограничений. Методы и результаты параметрической идентификации блоков функциональноориентированной математической модели. Методы оперативного анализа растворимости парафинов и реологических свойств смеси рафината и растворителя, обеспечивающие раскрытие неопределенности при синтезе алгоритмов управления регенеративными кристаллизаторами. Сырьем для производства масел служат продукты переработки нефти, получаемые в процессе атмосферновакуумной перегонки вакуумные дистилляты или остаточные компоненты. Из различных видов сырья могут быть получены различающиеся по вязкости основы для производства масел. В начале технологической цепочки при производстве масел находятся установки деасфальтизации и селективной очистки, предназначенные для удаления из сырья нежелательных в маслах компонентов высокомолекулярных асфальтосмолистых веществ и ароматических углеводородов см. Очищенное от ароматических углеводородов сырье масляные рафинаты поступают на установку депарафинизации. Рисунок 1. Основным свойством нефтяного масла, отличающим его от консистентных смазок, является подвижность текучесть при температурах его применения. Мерой низкотемпературных свойств масел служит температура застывания Тзаст. Ввиду того, что нефтяные масла являются смесыо широкого фракционного состава, температура застывания масла Тзаст представляет собой не физическую константу, а условную величину, тем не менее, характеризующую масло однозначно и воспроизводимо. С целью снижения температуры застывания в процессе депарафинизации из рафинатов выделяются углеводороды, для которых ТкрТМСЩ. Выделавшиеся высокоплавкие углеводороды нефтяных фракций парафины представляют собой сложную смесь нормальных алканов СпН2п2 с примесями углеводородов других групп, температура начала кристаллизации Ткр которых варьируется в широких пределах и зависит от структуры их молекул ,, то есть парафин не является моновеществом. Парафины образуют истинные не коллоидные растворы. Подобно другим кристаллическим веществам растворимость парафинов характеризуется кривыми растворимости, форма которых зависит от температуры и теплоты растворения. В отличие от коллоидных растворов, истинные растворы кристаллических тел и, в частности, парафина, не обнаруживают гистерезиса, то есть кривая их растворимости не зависит от предварительных условий, при которых исследуется явление . Процесс кристаллизации парафинов относится к процессам массовой кристаллизации, при этом сырье условно рассматривается как псевдобинарный раствор, состоящий из растворенной в масляной части кристаллизующегося парафина. Движущей силой процесса массовой кристаллизации 1, 3, 4 является наличие пересыщения или переохлаждения.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.226, запросов: 244