Структурно-параметрическая оптимизация действующей установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции

• Автор: Рыжов, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 199 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Современное состояние задач системного исследования и оптимизации ректификационных установок
1.1. Актуальность решения задачи системного исследования установки разделенияизопрен-изоамиленовой фракции
1.1.1. Установка разделения изопрен-изоамиленовой.фракции — как сложная химико-технологическая система

1.1.2. Задачи системного анализа ректификационных установок

1.2. Математические модели процессов ректификации

1.3. Методы выбора оптимальных тарелок ввода питания в ректификационных колоннах

1.4. Структурно-параметрическая оптимизация ректификационных установок

1.4.1 Формализованная постановка задачи структурно-параметрической оптимизации

1.4.2 Дискретно-непрерывная оптимизации химико-технологических систем как многоуровневая процедура
Постановка задачи исследования
Глава 2. Построение компьютерной модели ХТС установки экстрактивной ректификации изопреновой фракции
2.1. Описание технологической схемы
2.2. Постановка задачи компьютерного моделирования установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции
2.3. Выбор математических моделей термодинамических свойств потоков и аппаратов ХТС
2.3.1. Термодинамические свойства компонентов и их
смесей
2.3.2. Ректификационные колонны
2.3.3..Теплообменное оборудование
2.4. Построение компьютерной модели ХТС
2.5. Идентификация математических моделей ректификационных
колонн
Выводы
Глава 3. Системный анализ установки экстрактивной ректификации
изопрсновой фракции
З.Г. Исследование системных связей и законов функционирования установки
3.1.1. Исследование влияния управляющих параметров установки
на качество разделения и суммарные удельные энергозатраты
3.1.2. Исследование влияния номеров тарелок питания и ввода рециклов колонн установки на качество разделения и суммарные удельные энергозатраты
3.2. Исследование возможности снижения содержания н-пентана в изоамиленовой фракции
3.2.1. Анализ возможности вывода н-пентана из колонны выделения изоамиленовой фракции
3.2.2. Анализ влияния управляющих параметров установки на положение, тарелки бокового отбора н-пентана из колонны выделения изоамиленовой фракции
3.2.3. Оценка энергетической,эффективности бокового отбора н-пентана из колонны выделения изоамиленовой фракции
Выводы
Глава 4. Разработка метода выбора оптимальных тарелок подачи питания
и ввода рециклов в системе ректификационных колонн
4.1. Постановка и формализация задачи

4.2. Разработка метода выбора оптимальных тарелок питания
в системе ректификационных колонн с одновременной оптимизацией.
установки на основе метода ветвей и границ
4.2.1. Разработка подхода для определения нижней границы критерия, оптимальности,при одном потоке питания колонны
4.2.2. Развитие предлагаемого подхода для случая нескольких вводов питания в колонны
4.3. Разработка алгоритма решения задачи на основе метода
ветвей и границ
Выводы
Глава 5. Дискретно-непрерывная оптимизация ХТС установки экстрактивной ректификации изопреновой фракции
5.1. Постановка задачи оптимизации. Выбор критерия, поисковых
переменных и ограничений
5.2. Решение задачи оптимизации
5.3. Исследование эффективности предлагаемого метода
5.4. Обсуждение результатов оптимизации
5.5. Построение оптимальных статических характеристик
Выводы
Основные результаты и выводы
Список использованных источников
Приложение 1. Вычислительный эксперимент. Сравнение экспериментальных
и расчетных данных по фазовому равновесию компонентов
Приложение 2. Вычислительный эксперимент. Исследование влияния
режимных параметров установки на содержание н-пентана в
боковом отборе колонны К-

совместно с задачей определения оптимальных значений параметров технологического режима установок, что приводит нас к необходимости решения задачи структурно-параметрической оптимизации.
1.4. Структурно-параметрическая оптимизация ректификационных
установок
1.4.1 Формализованная постановка задачи структурно-параметрической оптимизации
Задача структурно-параметрической оптимизации системы, состоящей из N ректификационных колонн, в которой в качестве структурных поисковых переменных используются номера тарелок ввода питания в колонны, сводится к решению следующей задачи [13, 84]:
Ф= min 'Z0i(xJ,u])
uJ ,mF,J=l
y/J(xJ,uJ)< 0, j = l,...,N,
p‘p _dp =0j p'p — Wp = 0, F*p — Sr = 0, QJq -Dq = 0, q‘'q -Wq =0,
0Sq-Sq =0, jq,rq,sq =1 jp,rp,sp =1 N, j,p,q=,...,N

cpq(xJ,FJ), если i = mJF, mFGlj,
(pi(x', Q1), если і є , cpj(xJ ,SJ), если i&Kj, cp-(xJ), если i£lj,i£ Kj, і <£ Lj ,1 < / < rij, viJxj,u]nM),
(1.28)
(1.29)
(1.30)
(1.31)
(1.32)
/,П*,ГК=0’./=1,..,ЛГ. у — номер ректификационной колонны; х],и1 — переменные состояния и управляющие переменные в у-ой ректификационной колонне; т^,п - номер