Моделирование и оптимальное управление процессом синтеза монометиланилина в контактном аппарате трубчатого типа

• Автор: Третьяков, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 178 с. : ил

Введение

Глава 1 Современное состояние технологии и исследований в области мо

делирования и управления процессом синтеза ММА

1.1 Краткое описание технологического процесса синтеза ММА

1.2 Анализ процесса синтеза ММА как объекта управления

1.3 Системы управления процессом синтеза ММА

1.4 Общая постановка задач оптимального управления процессом синтеза ММА

1.5 Цели и задачи исследования

Глава 2 Математическое моделирование процессов протекающих в кон

тактном аппарате трубчатого типа при производстве монометиланилина

2.1 Разработка математической модели процесса синтеза ММА в контактном аппарате трубчатого типа
2.2 Разработка математической модели процесса нагрева и испарс ния смеси в нагревателе и испарителе
Глава 3 Идентификация математической модели и имитационное иссле дование процесса синтеза ММА
3.1 Идентификация и проверка точности математической модели процесса синтеза ММА
3.1.1 Методика идентификации математической модели объек та
3.1.2 Идентификация математической модели процессов, про текающих в контактном аппарате
3.2 Имитационное исследование процесса синтеза ММА
Глава 4 Оптимальное управление режимами функционирования контакт ного аппарата при производстве ММА
4.1 Формализация технологических условий и ограничений
4.2 Математическая формулировка критерия оптимизации
4.3 Формулировка задачи оптимального управления
4.4 Определение видов варьируемых функций
4.5 Решение задачи оптимизации 1
4.6 Формулировка и решение задачи оптимального управления 2
4.7 Формулировка и решение задачи оптимального управления 3
Глава 5 Разработка системы управления процессом синтеза ММА
5.1 Формирование множества структур СУ процессом синтеза 0 ММА
5.2 Реализация алгоритмов управления процессом синтеза ММА
5.3 Разработка системы автоматизации процесса синтеза ММА на 2 основе ЗСАЭАпрограммы КРУГ
Выводы по результатам диссертационной работы
Литература


Гидрирующая составная железа мала, потому что образуется много ионов, но в алкилировании скелетное железо проявляет высокую активность. Присутствие в катализаторе окислов способствует преимущественному протеканию реакции алкилирования 6. Другие добавки металлов применяются для увеличения стабильности работы контакта и повышение его селективности. Так добавку цинка может приводить к возрастанию селективности процесса за счет ослабления связи олефина с поверхностью катализатора , при этом повышается стабильность работы контакта. Введение в каталитическую композицию олова способствует возрастанию стабильности и селективности процесса дегидрирования спиртов, Подобное наблюдается при модифицировании катализатора щелочью . Добавки хрома повышают термостабильность катализатора, способствуют лучшей стабилизации процесса при более высоких температурах. Подбор
катализатора длительный процесс, требует длительного поиска и усовершенствования . Но химический состав катализатора, влияя на активную и стабильную работу контакта, не является единственным фактором, определяющим все характеристики его. Важную роль при выборе катализатора, наряду с химическим составом, играет носитель его природа, поверхность . Для практического применения катализаторов большое значение приобретает их пористость и размер пор. Для реакций, протекающие при низких давлениях, максимальное использование зерна достигается при применении неоднородных структур с крупными порами бидисперсные носители . Эти параметры являются характеристиками катализаторов и формируются путем подготовки носителя на стадии его получения и пропитки. Наиболее предпочтительным способом получения катализаторов на носителях остается метод пропитки из водных растворов. При этом пористый носитель пропитывается раствором, содержащим не активные компоненты катализатора, а чаще всего соли, которые легко разлагаются до металлов в процессе термообработки. Сначала получаются на носителе окислы металлов, которые затем восстанавливаются до металлов. Именно катализаторы, полученные методом пропитки, подвергаются восстановлению легче, чем катализаторы полученные, например, методом соосаждения. Определенное распределение активного компонента создается при пропитке и сушке. Необходимый же состав контактной масса в значительной степени определяется условиями протекания каталитического процесса, составом исходной смеси, температурой и гидродинамикой процесса. Слабым местом процесса алкилирования является быстрая дезактивация катализатора. Одной из распространенных причин дезактивации является зауглероживание, приводящие к быстрому падению производительности контакта. В
этом случае существенным является оптимизация условий проведения процесса, при которых зауглероживание будет минимальное 2. На АО Волжский Оргсинтез ведут процесс алкилирования анилина метанолом в присутствии гранулированного меднохромового катализатора НТК4 в токе большего избытка водорода по отношению к объему реакционной смеси. Подобная методика позволяет значительно увеличить срок службы применяемого катализатора за счет изменения гидродинамики процесса и снижения вредного влияния побочных процессов 9. Таким образом, исходя из литературных данных, для проведения процесса алкилирования в стационарном слое используются нанесенные многокомпонентные катализаторы, активная фаза которых включает широкий набор элементов. Это связано со сложностью процесса алкилирования, его многостадийностью. В качестве носителя в основном применяется окись алюминия, которую можно получать с различной удельной поверхностью и пористостью, а следовательно влиять на стабильную работу катализаторов при их приемлемых активности и селективности. Одной из характеристик активности катализатора при необходимой конверсии считается время контакта время пребывания реагентов в зоне реакции. Время контакта величина, обратная объемной скорости процесса, кото
рая определяется, как т 1, где Гкат объем катализатора, м Уп количество
реакционной смеси, поступающей в реактор, в единицу времени, мс. При разработке катализатора необходимо учитывать так же одну из важнейших его характеристик стабильность.