ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптимизация процесса полимеризации изопрена в производстве синтетического каучука из "Оптимизация химико-технологических процессов" Технологическая схема процесса полимеризации изопрена в производстве синтетического каучука состоит из 6—8 параллельно работающих батарей, каждая из которых является каскадом из двух непрерывно действующих реакторов с мешалкой (рис. 26). В реакторах идет процесс полимеризации изопрена в растворе изопентана [100, с. 236]. [c.158] Шихта О (раствор изопрена в изопентане), поступающая в отделение полимеризации при температуре То, концентрации изопрена то и концентрации водорода Яо, распределяется по работающим батареям. В первые реакторы батарей подается катализатор в рубашку реакторов —хладоагент Схл- Выходные потоки всех батарей смешиваются и поступают в отделение выделения и сушки. Непрореагировавший изопрен (мономер в возвратной фракции т . ) из отделения ректификации вновь поступает на вход батарей. Изменение во времени характеристик реакторов процесса, а также изменение количества примесей требуют оптимизации стационарного режима действующего процесса полимеризации, проводимой через определенные промежутки времени. [c.158] Математическая модель процесса состоит из совокупности математических моделей отдельных аппаратов (реакторов полимеризации, смесителя и делителя потока) и уравнений связи между ними. Уравнения связи здесь очень просты, так что выписывать их не будем. [c.158] Математическая модель реактора состоит из уравнений тепло-и массопередачи, а также зависимостей вязкости (по Муни) полимера от режимных параметров процесса полимеризации. В дополнение к известной модели процесса [99, с. 16] введены материальный баланс по водороду, уравнения смешения для мономера в возвратной фракции тв.ф и показателя качества Муни Мг.к готового каучука. При записи модели сразу учтем, что выходные переменные -го реактора являются входами в 1 + 1)-й реактор. [c.158] Уравнения математической модели реактора при заданных значениях входных и управляющих переменных представляют собой систему из 5-ти уравнений с 5-ю неизвестными. Решение этой системы проводилось методом Ньютона. Благодаря хорошему начальному приближению на расчет реактора в среднем требовалось 2—3 итерации. [c.160] Для ускорения сходимости метода штрафов применялся метод квадратичной экстраполяции [98, с. 361 ]. [c.162] Численная процедура решения задачи оптимизации является четырехуровневой, причем 1-й уровень представляет собой расчет реактора 2-й уровень — расчет схемы при фиксированных управляющих переменных 3-й уровень — безусловную минимизацию, 4-й уровень — изменение штрафных коэффициентов. [c.162] В табл. 27 приведены результаты оптимизации стационарных режимов процесса полимеризации изопрена при следующих значениях параметров а = 10 7 = 5 и приняты следующие обозначения Рор1 — соответственно начальное и оптимальное значения целевой функции г — число итераций метода штрафов производные вычислялись методом сопряженного процесса. [c.162] Вернуться к основной статье