Математические модели параметрического синтеза смесевых растворителей

• Автор: Гревцев, Анатолий Федорович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 170 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

И ПОДХОДЫ К МОДЕЛИРОВАНИЮ СИНТЕЗА СМЕСЕВЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

1.1. Существующие подходы к моделированию процессов

синтеза смесевых растворителей.

1.2. Особенности моделирования параметрического синтеза смесевых растворителей из отходов производств

1.2.1. Специфика моделирования при образовании и утилизации отходов производства

пищевого этиловою спирта

1.2.2. Специфика моделирования при образовании

и утилизации отходов в производстве винилацетата

1.2.3. Модели структурного анализа материальных объектов исследования
1.2.4. Специфические особенности моделирования использования отходов производства
пищевых этиловых спиртов в качестве растворителей полиакриламидных смол.
1.3. Модели классификации органических растворителей.
Влияние свойств растворителей на качество
лакокрасочных материалов.
1.4. Моделирование состава полимерных композиций
на основе полиакриламидных иленкообразователей.
1.5. Современные подходы к моделированию выбора схем и способов переработки отходов.
Постановка цели и задач исследования.
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО
СИНТЕЗА СМЕСЕВЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ.
2.1. Структгрная модель технологии переработки
отходов в смесевые растворители
2.2. Экспериментальное обеспечение моделей исследования
2.3. Моделирование синтеза смесевых растворителей.
ГЛАВА 3. МОДЕЛИ СИНТЕЗА ТЕХНОЛОГИЙ УТИЛИЗАЦИИ
ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ЭТИЛОВОГО СПИРТА
3.1. Обеспечение экспериментального моделирования процессов получения растворителей
для полимерных материалов
3.2. Экспериментальное моделирование процесса переработки отходов производств
пищевого этилового спирта и винилацетата.
3.3. Статистические модели анализа производства
смесевых растворителей.
3.3.1. Верификация
3.3.2. Предмодельный анализ.
3.3.3. Спецификация статистической модели процесса
3.3.4. Обоснование результатов
статистического моделирования
3.4. Анализ свойств синтезированных растворителей
и полимерных систем на их основе.
3.5. Математическое описание физикомеханических свойств покрытий, полученных с использованием
модифицированного растворителя
3.6. Экспериментальное моделирование процесса получения полиакриламидного лака
3.7. Исследование побочного продукта
3.7.1. Обоснование возможности использования
побочного продукта
3.7.2. Результаты испытаний.
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Программная реализация результатов исследования
4.2. Интерфейс пользователя.
4.3. Промышленная реализация синтеза
смесевых растворителей
4.3.1. Разработка элементов технологии получения
смесевого растворителя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Диссертационная работа выполнена на кафедре "Промышленная экология" и "Математическое моделирование информационных и технологических систем” Воронежской государственной технологической академии в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации № п - "О национальном плане действий по гигиене окружающей среды Российской Федерации на - годы" и в соответствии с госбюджетными НИР В ГГ А (№ г. ГЛАВА 1. Материалы главы содержат анализ использованных методов математического и экспериментального моделирования. Выполнен структурный анализ отходов производства с оценкой образования и направлений утилизации отходов производств. Проведена классификация, определены специфические свойства растворителей полимерных материалов для оценки направления переработки отходов производств. Выполнен анализ свойств растворно-полимерных систем, выявлены основные факторы, влияющие на их качественные показатели. Обоснован и выбран способ переработки отходов производства в смесевые растворители. По результатам выполненною анализа сформулированы и обоснованы задачи исследования. Современные математические модели процессов синтеза смесевых растворителей можно разбить на три класса. Первый - формальные модели: эмпирически установленные зависимости (чаще всего регрессионные), не претендующие на раскрытие механизма описываемого процесса. Задание структуры в таких моделях производится с учетом удобства последующего использования или простоты определения вектора параметров модели по экспериментальным данным. В большинстве случаев формальные динамические модели выбираются линейными, а в случае статических моделей уравнения задаются в таком виде, чтобы решения были линейны относительно вектора параметров. Эти модели в основном применяют для установления численных значений коэффициентов модели, свойств растворно-полимерных систем. Второй класс моделей - качественные, которые строятся с целью выяснения динамического механизма изучаемого процесса. Они могут воспроизвести наблюдаемые динамические эффекты в изучаемых системах при синтезе растворителей, образовании отходов производств, создании и описании технологических процессов. Чем полнее и детальнее подобная модель, тем сложнее ее структура и выше размерность вектора параметров модели. В большинстве случаев качественные модели нелинейны, нахождение их решений и качественное исследование осуществляют на ЭВМ. Третий класс - имитационные модели, которые содержат в себе всю известную информацию об объекте. Подобные модели применяются в тех случаях, когда существует необходимость детального прогнозирования поведения сложных систем или решение оптимизационной задачи их эксплуатации. В настоящее время все три класса моделей нашли применение в моделировании процессов этерификации и свойств синтезируемых растворителей и растворно-полимерных систем на их основе. Для описания параметрического синтеза этерификации в периодических процессах наиболее часто используются модели второго класса (качественные). Для изучения влияния на реакцию этерификации различных факторов, как правило, эксперимент осуществляется с применением метода дробного факторного анализа по схеме латинского квадрата 4x4. Латинский квадрат представляет собой квадратную таблицу, составленную из элементов таким образом, что каждый из них повторяется в каждой строке и каждом столбце только один раз []. К планированию эксперимента по схеме латинского квадрата прибегают при исследовании влияния на процесс трех факторов А, В и С. При этом все эти факторы имеют одинаковое число уровней (аь Ь с|). Уровни варьирования каждого фактора (температура, содержание катализатора, соотношение сырьевых компонентов) при построении экспериментальных моделей для обоснования технологических параметров получения растворителей приведены в табл. Условия эксперимента в соответствии с предусмотренным планом показаны в табл. Таблица 1. Примечание: *- в расчете на 1 моль кислоты. Таблица 1. У5 У6 У? Специфика моделирования синтеза смесевых растворителей с использованием технологии получения этилового спирта из крахмалсодержащего сырья - зерна и картофеля, и из сахарсодержащего сырья - свекловичной мелассы, заключается в превращении крахмала в сахар и сахара в этиловый спирт. Эти реакции происходят под действием биологических катализаторов - ферментов, поэтому данную технологию относят к биохимическим. Данный процесс достаточно хорошо изучен [6].