ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Математическое описание процесса ректифпкацпп печного масла из "Моделирование сложных химико-технологических схем" Разберем математические описания процесса дегидрирования этилбензола в адиабатическом, изотермическом и двухступенчатом реакторах. [c.295] Адиабатический реактор, В этом аппарате существует зона термического разложения этилбензола, где скорость побочных реакций выше, а селективность дегидрирования ниже, чем на катализаторе. Термическая зона реактора составляет 10% его объема. Поэтому при разработке математической модели реактор формально представлен в виде последовательности двух аппаратов — гомогенного и гетерогенного, причем выход первого является входом второго. [c.295] Рассмотрим кратко математические модели соответствующих зон. [c.295] Здесь т — время, изменяющееся в пределах О т к к — время контакта в каталитической зоне. [c.296] В связи с тем, что температура Т° неизвестна, что не позволяет выбрать соответствующие с и с э/б, расчет начальной температуры требует применения итерационной процедуры. [c.297] Численное интегрирование систем обыкновенных дифференциальных уравнений (ХП1,8) (ХП1,И) и (ХП1,10), (ХП1,И), осуществлялось методом Рунге—Кутта с автоматическим выбором шага и относительной погрешностью 10 . Время расчета каждой системы уравнений при О т i на машине Минск-22 составило приблизительно 10—15 с. [c.297] Изотермический реактор. Математическая модель аппарата включает только кинетические уравнения (ХП1,8) и (ХП1,10), так как температура по длине реактора в данном случае практически не изменяется. [c.297] Начальные условия Гт=о = Т° ж 7 п x=ii = ( г)- Пар движется противотоком по отношению к контактному газу. [c.298] Здесь обозначены I — время контакта в теплообменнике Т — температура контактного газа Тп — температура пара А — коэффициент теплопередачи через стенку трубки от пара к контактному газу уд — удельная поверхность теплообмена контактного газа с паром. [c.298] В отличие от реакторов дегидрирования ректификационные колонны являются значительно более инерционными объектами управления. Режим колонн определяется большим числолм независимых переменных параметров. Кроме того, сравнительно незначительные нарушения рабочего режима могут привести к полимеризации стирола в кубах колонн или к получению некондиционного продукта. Все это делает экспериментальное снятие статических характеристик ректификационных колонн практически невозможным. Единственный путь отыскания таких характеристик — лмате-матическое моделирование процесса ректификации посредством аналитических зависимостей. [c.298] Основные результаты разработки математической модели процесса ректификации печного масла изложены в книге [69], поэтому вывод уравнений модели здесь пе дается. Модель составлена в соответствии со спецификой задачи оптимального управления производством в целом. Кинетика процесса массообмена на тарелках колонны учитывается введением в расчет экспериментально определяемых корректируюш,их параметров (средние коэффициенты эффективности тарелок в секциях). Многокомпонентная смесь приводится к нсевдобинарпой путем объединения компонентов в обобщенный легкий и обобщенный тяжелый компоненты и выбора относительных летучестей обобщенных компонентов. [c.298] С целью определения относительной летучести обобщенных компонентов для некоторых средних условий разделения с учетом всех компонентов производится потарелочный расчет колонны, в результате которого находятся числа теоретических тарелок в укрепляющей и исчерпывающей секциях. Затем компоненты объединяются в обобщенный легкий и обобщенный тяжелый компоненты, а значения относительных летучестей (а+ и а ) подбираются так, чтобы расчет полученной нсевдобинарпой системы для контрольных режимов разделения дал одинаковые с многокомпонентным расчетом числа теоретических тарелок в каждой секции. [c.299] Корректирующими параметрами, привязывающими данную модель к реальной колонне, служат средние коэффициенты эффективности укрепляющей и исчерпывающей секций и т) ), которые связаны с числами реальных и теоретических тарелок соотношениями N = = га Т1+ и 5 + 1 = [и + 1] т] , где тп п — числа действительных тарелок в обеих секциях колонны. [c.299] Решая совместно уравнения (ХП1,14)—(ХП1,18) и уравнения материального баланса П = Рг и IV = Р — е) для заданного количества Р и состава питания, количества флегмы Ь и степени отгона 8 получим количества и составы дистиллята и куба колонны. [c.300] Вернуться к основной статье