Аналитическое проектирование технологических процессов в нефтехимии

• Автор: Долганов, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
1.1. Математическое моделирование в задачах проектирования технологических процессов и систем.
1.2. Характеристика и показатели функционирования сложных многорежимных и многокритериальных технологических систем.
1.3. Методы и алгоритмы решения многокритериальных задач синтеза технологических систем

1.3.1 Методы и алгоритмы решения многокритериальных задач векторной оптимизации

1.3.2. Методы и алгоритмы решения задачи аналитического проектирования технологических систем.
Выводы.
ГЛАВА И. МЕТОД ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧЕ УПРАВЛЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

2.1. Постановка задачи аналитического проектирования.

2.2. Функциональное уравнение динамического программирования в многокритериальных задачах синтеза.
2.3. Алгоритм решения задачи аналитического проектирования
2.4. Решение задачи методом последовательного перебора функционалов
Выводы.
ГЛАВА III. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СИНТЕЗА ЭФИРОВ В ТРУБЧАТОМ РЕАКТОРЕ.
3.1. Описание технологического процесса синтеза эфиров.
3.2. Кинетика реакций синтеза эфиров в трубчатом реакторе
3.3. Постановка задачи проектирования технологического процесса
3.3.1. Уравнения теплового баланса реактора.
3.3.2. Формулировка задачи проектирования и условия разрешимости.
3.4. Решение уравнений кинетики при постоянной температуре Т в зоне реакции
3.5. Моделирование температурного поля в зоне реакции по заданной степени превращения изоамиленов и пипериленов.
3.6. Определение технологических параметров теплоносителя и конструктивных параметров реактора.
3.7. Проектирование промышленного трубчатого реактора синтеза эфиров при заданной степени превращения изоамиленов и пипериленов
Выводы.
ГЛАВА IV. АНАЛИТИЧЕСКОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ В МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗАДАЧАХ СИНТЕЗА ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ ПРИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ОГРАНИЧЕНИЯХ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА
4.1. Постановка задачи
4.2. Алгоритм решения задачи проектирования
4.3. Решение задачи управления линейным процессом I порядка
4.4. Регулирование процессом перегрева обмоток электродвигателя
4.5. Аналитическое конструирование регулятора уровня жидкости в
кубе ректификационной колонны процесса синтеза эфиров.
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Условия протекания процесса во всех точках аппарата одинаковы и совпадают с условиями на его выходе. V объем системы, Ус объемная скорость потока. Модели идеального смешения следуют процессы, происходящие в цилиндрических аппаратах со сферическим дном в условиях интенсивного перемешивания при наличии отражательной перегородки. Модели идеального смешения и идеального вытеснения находят широкое применение при моделировании реакторов аппаратов, предназначенных для проведения химических превращений. Диффузионная модель образована из модели идеального вытеснения путем учета продольной и поперечной диффузии. При составлении однопараметрической диффузионной модели приняты следующие допущения изменение концентрации субстанции является непрерывной функцией координаты расстояния концентрация субстанции в данном сечении постоянна объемная скорость потока и коэффициент продольного перемешивания не изменяются по длине и сечению потока. Основой ячеечной модели является представление об идеальном перемешивании в пределах ячеек, расположенных последовательно, и отсутствии перемешивания между ячейками. Параметром, характеризующим модель, служит число ячеек т. При т 1 ячеечная модель переходит в модель идеального смешения, а при т в модель идеального вытеснения. Ячеечной моделью оценивают функции распределения в последовательно соединенных аппаратах с мешалками, осуществляющими интенсивное перемешивание, абсорбционных и экстракционных колоннах при некоторых гидродинамических режимах и, в первом приближении, в аппаратах с псевдоожиженными слоями. Реальные процессы достаточно сложно описать одной из рассмотренных типовых моделей. Как правило, такие процессы разбиваются на зоны, описание которых выполняется с использованием типовой модели. В результате образуется комбинированная модель. Теоретически любой процесс возможно описать комбинированной моделью увеличением количества зон, однако при этом задача моделирования существенно усложняется . Приведенные модели дают представление о качественной картине процессов, протекающих в аппарате, и могут быть использованы при проектировании аппаратов известной конструкции, которые прошли экспериментальные исследования. В работах представлена методология сопряженного физического и математического моделирования. В основе методологии заложен принцип системного анализа , . Метод сопряженного физического и математического моделирования исключает промежуточные этапы создания и исследования пилотных, полупромышленных и промышленных образцов и тем самым ликвидирует затраты на их разработку, сокращает сроки проектирования . Применение данного метода в задачах проектирования требует высокого уровня квалификации инженерапроектировщика и наличие у него навыков решения различного класса задач. Кроме того, метод отличается значительной трудоемкостью в случае его использования при проектировании процессов при переменных параметрах сырья. Рассмотрим математические модели основных аппаратов химической технологии для проведения теплообменных процессов, разделения жидких и газовых смесей, и химических процессов. Данные аппараты отличаются широким многообразием и характеризуются различными способами передачи энергии и контакта фаз, конструктивным исполнением, типом реакции . П периметр теплопередающей поверхности у. Уг, УХ водяные эквиваленты потоков произведение расхода потока на его теплоемкость Т. К коэффициент теплопередачи во втором уравнении знак используется в случае прямотока знак противотока. При проектировании теплообменного оборудования выполняется тепловой и конструктивный расчет . Яо,ни НгОхНх. О,, Ох расходы горячего и холодного теплоноситей Нгм, Нгк энтальпия горячего теплоносителя на входе и выходе аппарата Нхм , Нхк энтальпия холодного теплоносителя на входе и выходе аппарата. Далее уточняется значение поверхности теплопередачи Р и делается вывод о целесообразности использования выбранной конструкции теплообменника. Я коэффициент гидравлического трения, длина труб, эквивалентный диаметр, 5Х. Основной сложностью расчета теплообменного оборудования является определение величины коэффициентов теплоотдачи.