ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез графов разделения установок с разделяющими агентами из "Многокомпонентная ректификация" На практике часто приходится сталкиваться с задачей создания разделительных установок, включающих разнородные разделительные процессы, такие, как обычная и экстрактивная ректификация, абсорбция, экстракция, кристаллизация. [c.210] Примерами промышленных установок такого типа являются установки выделения индивидуальных ароматических углеводородов из широкой углеводородной фракции, установки разделения углеводородов С4 и 5 для получения мономеров синтетического каучука и другие. [c.210] В этом случае число возможных вариантов схем разделения резко возрастает по сравнению с однородными ректификационными схемами и определяется уже не только числом требуемых целевых продуктов, но и числом различных возможных разделительных агентов. [c.210] В связи с этим возрастает значение разработки методов автоматизированного оптимального синтеза структуры таких разделительных установок. [c.210] Задача синтеза носит комбинаторный характер и состоит в данном случае в выборе не только оптимальной последовательности выделения целевых продуктов, но и в нахождении оптимальной последовательности разделительных процессов. [c.210] В литературе [84] известны попытки разработки систем автоматизированного синтеза разнородных разделительных установок с помощью ЭВМ на базе различных эвристических правил. В работе [84] принято следующее эвристическое правило на каждом этапе синтеза первым по ходу разделения выбирается разделительный процесс, требующий наименьших затрат на разделение. Кроме того, принято допущение о том, что затраты па разделение между данными двумя ключевыми компонентами не зависят от присутствия в смеси остальных компонентов. Указанные правило и допущение позволяют с помощью ЭВМ получить реализуемые схемы для сложных задач разделения без больших затрат машинного времени, связанных с перебором вариантов. Однако получаемые таким образом схемы могут в значительной степени отклоняться от оптимума. [c.210] Ниже рассматривается алгоритм синтеза графа разделения для разнородных установок разделения с произвольным числом продуктов и процессов разделения [124]. [c.210] На первом этапе производится автоматическое формирование всех возможных вариантов продуктовых групп и всех возможных вариантов разделительных процессов, с помощью которых могут быть получены соответствующие продуктовые группы. [c.211] При этом используются данные о составе и фазовом поведении компонентов разделяемой смеси как в присутствии заданных разделительных агентов, так и в их отсутствие. [c.211] На этом этапе производится автоматический отсев всех разделительных процессов, которые не обеспечивают получения заданного ряда продуктов, а также всех заведомо неэкономич- ыл раздели 1ельных процессов (при этом используются некоторые эвристические правила). [c.211] Элементами синтезируемых установок разделения могут быть простые двухсекционные ректификационные колонны, которые функционально обеспечивают четкое разделение поступающей группы компонентов на две группы. Состав этих групп определяется положением границы деления между двумя смежными по коэффициентам фазового равновесия ключевыми компонентами. [c.211] Элементами рассматриваемых разделительных установок могут быть также комплексы, основанные на использовании разделительных агентов, такие, как абсорбция — десорбция, экстрактивная ректификация — ректификация, экстракция — ректификация, экстракция — экстрактивная ректификация, адсорбция — ректификация. Функционально эти комплексы, как и простые ректификационные колонны, обеспечивают четкое разделение поступающей группы компонентов на две группы, однако их состав может отличаться от состава групп, получаемых в процессе ректификации. [c.211] Последнее обусловлено различием порядков компонентов, располагаемых по величинам их коэффициентов фазового равновесия, в отсутствие и в присутствии различных разделительных агентов. Это обстоятельство приводит к существенному усложнению процесса автоматизированного оптимального синтеза разнородных разделительных установок по сравнению с чисто ректификационными и делает необходимым первый этап синтеза, связанный с формированием возможных продуктовых групп. [c.211] Входная информация должна содержать перечень возможных разделительных процессов с соответствующими разделительными агентами (р= = 1, 2,. .., Np). Обычная ректификация включается в список с номером N р+1. [c.212] Первый этап синтеза начинается с упорядочения всех компонентов по убыванию коэффициентов фазового равновесия для каждого разделительного процесса. В результате формируется матрица упорядоченных номеров компонентов U, элементы которой соответствуют номерам компонентов i в процессах р ( =1, 2, Nu р=1, 2,. .., Np Л р+i). Для формирования матрицы и рассчитываются коэффициенты фазового равновесия Kip для стандартного состояния (давление атмосферное, i=20° ) при составе исходного сырья в присутствии данного разделяющего агента р или в его отсутствие p=Np+]). [c.212] Для процесса экстракции рассчитываются коэффициенты равновесия жидкость — жидкость, для остальных процессов — коэффициенты равновесия жидкость — пар. [c.212] Далее формируются массивы разделителей R и массивы возможных продуктовых групп Г. [c.212] Каждый элемент Г/а- массива Г содержит информацию о номерах всех продуктов I, входящих в группу под номером К в списке групп, содержащих I продуктов. [c.212] Каждый элемент глсг массива R соответствует одному из вариантов Т разделения группы Г/к- Ок содержит информацию о номерах всех групп, которые могут быть получены из группы Г/к при ее разделении по варианту Т, а также о номерах всех соответствующих процессов разделения. [c.212] Формирование массивов Г и производится одновременно, начиная с наибольшей группы, соответствующей исходной смеси I=Ni. Для этой группы последовательно перебираются все процессы разделения р=1, 2,. .., Np, JVp+i и все номера тяжелых ключевых компонентов Uip=2, 3,. .., Ni. Каждый вариант разделения Т соответствует своему значению Uip. Получающиеся при этом группы продуктов заносятся в массив Г и приобретают соответствующие порядковые номера К, а вариант разделения вносится в массив R. [c.212] Вернуться к основной статье