Разработка диалоговой системы моделирования процессов разделения многокомпонентных смесей методом ректификации

• Автор: Алфимов, Андрей Витольдович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Стр.

ГЛАВА I. ОБЗОР СУЩЕСТВУЩК МЕТОДОВ РАСЧЕТА УСТАНОВОК

РЕКТИФИКАЦИИ ШОГОКОШОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ

1.1. Приближенные методы расчета

1.2. Моделирующие программы для расчета установок ректификации на ЭВМ.

1.3. Общие замечания.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ ШЮГШП0НЕНТН0Й

РЕКТИФИКАЦИИ

2.1. Паромидкостное равновесие в многокомпонентных смесях .

2.1.1. Уравнение давления паров чистых компонентов

2.1.2. Расчет коэффициентов активности для многокомпонентных смесей.

2.2. Уравнения тепловых свойств многокомпонентных
смесей 3
2.3. Уравнения материальных и тепловых балансов. Общие и покомпонентные балансы тарелки, куба, конденсатора, колонны
2.4. Учет гидродинамической обстановки на ступенях разделения
2.5. Общие замечания.
ГЛАВА 3. ДИАЛОГОВАЯ СИСТЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ РШСПШКАЦШ
3.1. Назначение и возможности системы моделирования .
3.2. Общие принщшы построения системы
3.3. Параллельнопоследовательное проведение расчетов
3.4. База данных свойств компонентов.
3.5. Расчет составов по высоте колонны
3.6. 0 коррекция составов для комплекса колонн
Стр.
3.7. Метод расчета температуры кипения на тарелках .
3.8. Диалоговое взаимодействие с системой моделирования 8
3.9. Механизм страничной организации памяти .
3 Конструктивный расчет тарельчатых колонн
3 Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВШГЕ ОТДЕЛЕНИЯ РЕКГИШСАЦП ПРОИЗВОДСТВА
КАПР0ЛАКШ1А НА ЧЕРКАССКОМ П0 АЗОТ.
4.1. Характеристика объекта моделирования
4.2. Математическая модель .
4.3. Моделирование отделе нж ректификации. Ю
4.4. Результаты моделирования и рекомендации по организации оптимального режима работы отделе шж ректификации
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Ц.4 на - годы, утвержденной ГКНТ, Госпланом и Президиумом ЛИ СССР. Цель работы. Черхсасском п/о "АЗОТ". Научная новизна. В работе предлагаются новые алгоритмические решения моделирования процессов разделения глногокошонентных смесей (метод расчета температуры кипения смесей, модификация алгоритма расчета составов по высоте колонны, модифшеация алгоритма обращения матрицы в ® - коррекции составов). Разработан диалоговый рецим моделирования, позволяющий взаимодействовать с системой на этапе подготовки задашш на моделирование, в процессе расчета, на этапе отображения результатов моделирования. Разработано системное математическое обеспечение, автоматизирующее подключение модулей пользователя и механизм страничной организации оперативной памяти. Практическая ценность. Черкасском п/о "АЗОТ". Ошщае? ГЛАВА I. ОБЗОР отютшадк МЕТОДОВ РАСЧЕТА УСТАНОВОК ШтШШЩ ШОГОШШОНЕНТРЖ СЫВСЕЙ. В связи с тем, что процессы ректификации всегда занимали в химической промышленности важное место, многочисленные исследования и попытки описать эти процессы привели к большому числу разнообразных методов их расчета. Отличающиеся по принятым упрощениям и целям, широкое распространение получили различные по сложности методы от простейших ручных расчетов до моделирования сложных физкко-хтлических процессов с использованием ЭШ. Приближенные методы расчета. Простые ручные методы расчета до настоящего времени используются хшжками-технологами для проведения проверочных расчетов и проектирования химических производств. Уравнение шенске. Хк - концентрация компонента в верхней части колонны. Полученное по уравнению (І. Уравнения Андервуда» Распространенным методом расчета минимального флегмового числа для многокомпонентных систем является метод Андервуда / -/. У" *эс? После вычисления методом подбора или графическим методом определяется корень уравнения (1. Полученное значение 0 подставляется в (1. I ' . Метод Дцилжшенда. Джиллилевда / /, который построен на основе термодинашческпх расчетов для большого числа бинарных и многокомпонентных смесей методом "от тарелки к тарелке". В / / приводится приближенный аналитический метод, в основу которого полонены соотношения тангенсов угла наклона линии равновесия и рабочих линий. Хр-ха)(ы+? Ха - состав жидкости, стекающей с тарелки, для которой справедливо линейное изменение равновесного состава. ГЛетод характеристической температуры. В методе характеристической температуры уравнения потарелочного материального баланса и фазового равновесия решаются при одной (характеристической или эффективной) температуре / /. Благодаря этому получаются сравнительно простые уравнения для соотношения покомпонентных потоков в дистилляте и остатке в режиме заданного, минимального и бесконечного орошения, а также уравнения, определяющие константу равновесия компонента при заданном его распределении между дистиллятом и остатком. Уравнения метода и алгоритм расчета приведены в / /. При выполнении расчетов ректификации в укрепляющей и отгонной колоннах в качестве исходных данных принимается выход дистиллята и заданное разделение одного компонента. В результате расчетов определяется число требуемых для данного разделения теоретических тарелок и составы продуктов. Расчет методом температурной границы. К , будут переходить преимущественно в дистиллят, а менее летучие - в остаток. При этом уравнение (1. В указанной постановке задачи расчет ректификации многокомпонентных смесей полностью идентичен расчету ректификации бинарных смесей. Расчет пектийикашш многокомпонентных смесей по ключевым компонентам / /. При четком делегат многокомпонентных смесей и отсутствии особых требований к 1сачеству продуктов по не целевым компонентам расчет макет быть выполнен так же, так и для псевдо-бинарной смеси, состоящей из ключевых компонентов. Легкий (легко-летучий) ключевой компонент - это наиболее тяжелый кошонент, извлечение которого в дистиллят больше, чем в остаток. Тяжелый (тяжелолетучий) ключевой кошонент - это наиболее легкий кошонент, извлечение которого в остаток больше, чем в дистиллят.