Энтропийный метод расчета сложных ректификационных колонн с боковыми стриппинг-секциями

• Автор: Лукьянов, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

ГЛАВА П. МЕТОД РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СЛОЖНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ С БОКОВЫМИ СТРИППИНГСЕКЦИЯМИ . .

2.1. Функции распределения состава в выходных потоках

2.2. Функции распределения состава в узле ввода питания

2.3. Функции распределения состава в сечениях колонны

2.4. Режим минимального орошения .

ГЛАВА Ш. МЕТОД АППРОКСИМАЦИИ КРИВЫХ ИТК НЕФТИ

И ЕЕ ФРАКЦИЙ

3.1. Предварительные замечания.

3.2. Функция распределения состава нефти и ее фракций
3.3. Алгоритм и примеры расчета.
ГЛАВА У. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДА РАСЧЕТА.
АЛГОРИТМ И ПРИМЕР РАСЧЕТА
4.1. Алгоритм
4.2. Пример расчета
4.3. Экспериментальная проверка адекватности математической модели
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


Авторами показана надежность алгоритма и хорошее совпадение результатов расчета с экспериментальными данными. Предложенный метод ориентирован на поверочный вариант расчета. Упрощенный метод поверочного расчета сложных колонн со стршшинг-секциями был описан в работе //. Метод основан на предположении о том, что должна существовать некоторая "средняя" температура, подстановка которой в уравнение для каждой тарелки приводит к тем же результатам, что и учет всех температур. Авторы оправдывают это предположение недостаточной информацией о составе и свойствах сырья и невысокими требованиями к качеству продуктов разделения. В данном методе сложная колонна рассчитывается как совокупность взаимосвязанных простых колонн. Все рассмотренные методы расчета сложных ректификационных колонн с боковыми стригшинг-секциями относятся к поверочным, основанным на модифицированной модели Тиле и Гедцеса или Льюиса -Матисона, и ориентированы на дискретные смеси. В начале расчета необходимо задаться числом ступеней разделения в секциях и распределением флегмовых потоков по высоте колонны относительными отборами продуктов разделения. Если же ректификации подвергается нефтяная смесь, то необходима ее дискретизация на условные компоненты. Применение этих методов для проектирования колонн осуществляется путем многократного повторения решения задачи синтеза. Как указывалось выше, даже для поверочных вариантов расчета отсутствуют надежные методы сходимости, поэтому использование этих моделей в системах автоматизированного проектирования практически невозможно. Поиск новых, наиболее надежных методов расчета сложных систем показывает перспективность декомпозиционных методов. Декомпозиционные методы предполагают декомпозицию системы на такие подсистемы, для анализа и оптимизации которых могут быть использованы простейшие технологические решения /6/. Декомпозиционный метод был использован в работе // для решения задачи разделения непрерывных смесей, в // при расчете двухсекционной колонны, а в работе // для оптимального проектирования сложных ректификационных колонн с боковыми стриппинг -секциями. В работах /9, / первым этапом расчета является декомпозиция сложной колонны на систему простых колонн. Затем рассчитывается каждая эквивалентная колонна в отдельности с использованием метода Тиле и Гедцеса. Он основывался на декомпозиции слояной колонны на отдельные секции путем определения концентраций в узлах колонны и был разработан в рамках системно-информационного подхода к расчету процессов разделения. Ограниченность применения этого метода заключается в том, что он ориентирован только на четкое разделение (разделение происходит при двух смежных распределяющихся компонентах). Предлагаемый проектный метод расчета сложных ректификационных колонн с боковыми стриппинг-секциями использует декомпозицию СРК и основан на информационном подходе. Поэтому рассмотрим его особенности. Введение в энтропийный метод моделирования. При моделировании технологических процессов исследователи часто сталкиваются с решением задач в условиях неопределенности. В то же время введение различных постулатов и ограничений может привести к дополнительным погрешностям в описании того или иного процесса. Отличие энтропийного метода моделирования от всех других подходов заключается в том, что в нем используется только та информация о процессе, в достоверности которой меньше всего приходится сомневаться. Недостающая информация, как наиболее вероятная, определяется на основе информационного принципа макси -мального правдоподобия (максимума информационной энтропии). Информационный принцип максимальной энтропии впервые был сформулирован американским физиком Джейнсом /0-1/. Он не имеет формальных доказательств и вводится как очевидный постулат. Сущность "формализма Джейнса" в описании процесса для систем с фазовыми и химическими превращениями заключается в следующем. Записывается исходная система уравнений, в которую входят: балансовые соотношения, уравнения, оценивающие среднее характерное свойство некоторой величины, связанной с системой, и уравнения нормировки.