Колонны ректификационные вычислительных машинах

Имеются два основных аспекта изучения процесса ректификации. Первый из них касается конструирования колонны и нахождения оптимального технологического режима ее работы, второй связан с управлением ректификационными установками. При решении задач первого типа определяется число ступеней, необходимых для достижения требуемой степени разделения исходной смеси, оптимальное расположение питающей тарелки и боковых выводов и вводов потоков, требуемая величина флегмового числа и т. д. Для этого типа задач используются уравнения статики процесса, подобные приведенным на рис. У1И-10 уравнениям динамики, но из них исключены члены, содержащие производные. Задачи оптимального проектирования (расчет статики процесса ректификации) решаются обычно методами динамического программирования, наискорейшего спуска и другими с применением цифровых вычислительных машин. [c.162]

Мы видели, что вычислительные машины, в частности крупные цифровые машины, дают возможность практически непосредственно рассчитать экономически оптимальный проект всей установки. Вычислительные машины также весьма полезны и при детальном расчете агрегатов, хотя наш проектировщик и не воспользовался ими для этой цели. Одним из первых примеров использования цифровых машин в химико-технологических исследованиях был расчет ректификационной колонны За прошедшие 10 лет непрерывное изучение машинных методов расчета, сопровождающееся увеличением возможностей машин, позволило создать программы оптимального расчета колонны для многих смесей жидкостей и проведения основной части расчета прочих смесей [c.67]

Для вычисления N частных производных в каждой точке определения градиента функции необходимо N - - 1 раз рассчитать схему производства стирола. Учитывая наличие в схеме рециркуляционных связей и математических моделей ректификационных колонн, для расчета которых требуются итерационные процедуры, затраты машинного времени па расчет схемы и, следовательно, производных значительны. На электронно-вычислительной машине Минск-32 время расчета схемы составило в среднем 25—27 с, а время расчета производных по девяти варьируемым параметрам 4—4,5 мин. [c.172]

Математическое обеспечение любой ЭВМ имеет, как правило, пакет наиболее часто используемых программ для решения задач-вычислительной математики — пакет стандартных программ. К таким программам относятся, например, программы решения систем нелинейных алгебраических уравнений, систем дифференциальных уравнений и т. д. Эти программы находятся в библиотеке транслятора соответствующего языка программирования (в памяти машины). Аналогичные пакеты программ имеются и для решения определенного класса прикладных задач, например программы расчета реакторного узла, ректификационной колонны и т. д. Эти программы имеют меньшее распространение по сравнению со стандартными, однако объединенные в фонд алгоритмов, например отрасли производства, они находят широкое применение в проектных и научно-исследовательских организациях отрасли. Для ЕС ЭВМ характерно объединение пакетов прикладных программ в фонды алгоритмов различных структурных подразделений. [c.157]

Вследствие того что процессам ректификации уделяется в литературе особое внимание (это является отражением их важной роли в химической промышленности), они заслуживают специального рассмотрения. Расчет ректификационных колонн 2 — одна из первых областей химической техники, где были применены цифровые вычислительные машины они продолжают пользоваться здесь популярностью . Сочетание большой сложности и широкого выбора возможных рабочих условий делает, в частности, эту область весьма подходящей для применения машинных методов расчета. [c.174]

Задача 4. Изучить работоспособность системы автоматического регулирования температуры в кубе ректификационной колонны путем моделирования ее на вычислительной машине нри максимально возможных возмущениях по расходу и ее составу X жидкой фазы (рис. Х-24). [c.264]

Расчет непрерывно действующих колонн для ректификации многокомпонентных смесей. Расчет ректификационных колонн для разделения многокомпонентных смесей неизмеримо сложнее расчета колонн в случае разделения бинарных смесей. При этом речь может идти не о полном разделении многокомпонентной смеси, а о выделении из нее одного из компонентов. Следует также отметить, что ввиду трудоемкости расчета его выполнение возможно только с помощью электронно-вычислительных машин. [c.315]

Применение аналоговых вычислительных машин для регулирования ректификационных колонн было предложено также Пинком В этом случае машина получает информацию о составе питания, скорости подачи питания, температурах в колонне и рассчитывает температуры в верху и в низу колонны, необходимые для получения продуктов требуемого качества. [c.380]

В книге описываются способы использования средств вычислительной техники для проведения расчетов и исследований технологических процессов. Изложение современного математического аппарата теории управления дано без громоздких математических теорем и выкладок. Основное внимание уделено вычислительным методам, позволяющим проводить расчеты по конкретным задачам до конечных численных значений. В книге описаны цифровые и аналоговые вычислительные машины, рассмотрены принципы программирования, изложены задачи оптимального конструирования ректификационны.х колонн и теплообменников. [c.4]

Для расчета ректификационных процессов могут использоваться два класса вычислительных машин. Машины первого класса — цифровые вычислительные — ПОЗВОЛЯЮТ облегчить и во много раз ускорить процесс решения алгебраических уравнений, составленных на основании материальных и тепловых балансов парового и жидкого потоков на всех тарелках колонны. При этом, как правило, нет [c.554]

Промышленные хроматографы (часто в комплекте с электронной вычислительной машиной) применяются для контроля работы пиролизных печей, регулирования ректификационных колонн, а также для расчетов материальных балансов при производстве синтетических спиртов. [c.80]

Экспериментальные данные, полученные на ректификационных колоннах с решетчатыми и профилированными тарелками, обрабатывались на электронно-вычислительной машине Раздан 2 по специально составленной программе. [c.157]

Почти все методики расчета процесса ректификации на вычислительных машинах [1—6] были разработаны применительно к простейшей схеме колонны с двумя секциями и с одним вводом питания. Для расчета сложных схем ректификационных колонн Амундсон и другие исследователи [7, 8] применили общий метод решения систем линейных алгебраических уравнений, требующий большого объема оперативной памяти машины. [c.5]

Расчет полной ректификационной колонны, состоящей из укрепляющей и исчерпывающей частей, требует проведения обеих цепочек расчетов так, чтобы составы пара соответствовали составу исходной смеси. Вследствие большой затраты работы, требуемой на повторные вычисления, расчеты от тарелки к тарелке теперь в широком масштабе проводят на цифровых вычислительных машинах. Если расчеты выполняют вручную, обычно пользуются сокращенной методикой [c.691]

Работа Б. Проверка на аналоговой вычислительной машине разработанной модели ректификационного аппарата, позволяющей выявить возмущение и нарушения режима колонны. [c.192]

Математическая модель дает возможность [91] изучить путем ее деформации а машине влияние большого числа факторов на конечные результаты процесса. Электронно-вычислительная техника позволяет в короткий срок выполнить большой объем расчетов и соответственно проанализировать большое число вариантов. Например, для обычного потарелочного расчета ректификационной колонны из 150 тарелок требуется несколько человеко-дней. С помощью ЭВМ этот расчет может быть выполнен за несколько минут [92]. Расчет теплообменника с выбором оптимального варианта может быть проведен за 1—1,5 мин. [c.185]

Расчетам ректификации многокомпонентного сырья носвяп1 ено большое "шсло работ [10, И, 13—231. Требуемая погоноразделительная способность промышленных ректификационных колонн выделения зтилбензола и о-ксилола была рассчитана по методике, разработанной для разделения близкокиняш,их веш еств [23,241. Эта методика, применяемая при расчетах на электронно-вычислительных машинах, характеризуется следу-юш,ими основными положениями. Программа составлена для заданных условий разделения, т. е. когда определены требуемые чистоты и отборы продуктов. В этом случае распределение ключевых компонентов известно, а распределение других компонентов смеси уточняется при расчете. Расчет проводят сцособом от тарелки к тарелке с определением мольных концентраций компонентов жидкой и паровой фазы. Количество молей жидкости и пара по высоте секций колонны постоянно. Вследствие небольшого изменения температур относительные летучести компонентов принимали постоянными по высоте колонны. [c.78]

Продукт, выходящий из реактора, после отстаивания свободной фтористоводородной кислоты подается насосом через регулирующий расходомер в описанную выше пропановую колонну. Для этого требуется колонна с 75 тарелками. Разумеется, широкое изменение характеристик питания, поступающего в колонну, требует незначительного изменения ряда деталей, но обследование многочисленных установок показало, что указанное число тарелок обеспечивает удовлетворительную работу при любых условиях. Фирма Филлипс , разработавшая эту схему, применяет для расчета ректификационных колонн на новых установках вычислительные машины эта практика принята и для расчета всех колонн сверхчеткой ректификации. [c.178]

Седьмая глава является одной из основных глав книги. Здесь на примерах теплообменника и ректификационной колонны показана методика использования численных методов решения задач. Авторы связывают расчетные параметры с изучаемым процессом. Рассматриваются методы преобразования дифференциальных уравнений в частных производных в систему обыкновенных дифференциальных уравнений и затем в разностные уравнения. Сравнивается использование различных методов (Эйлера, Рунге—Кутта, Крэнка—Никольсона и метода авторов) с точки зрения сходимости, точности и возможности расчета с помощью цифровых вычислительных машин (ЦВМ). Приводится расчет многокомпонентной ректификационной колонны. В заключение дается обзор численных методов. Следует отметить, что опущены некоторые математические рассуждения, очень простые для математиков и необходимые для понимания химикам-технологам. [c.7]

В указанном направлении развития теории предложены различные методы расчета колони, исследованы вопросы о предельных режимах орошения и технологических схемах разделения зеотропных смесей. Большую роль здесь сыграло широкое внедрение в практику исследования и расчета ректификации электронно-вычислительных машин, благодаря которым преодолены известные трудности пота-релочного расчета ректификационных аппаратов и т. п. [c.5]

Однако перечисленные работы не отвечают требованиям оптимального экономического проектирования, при котором переменные, характеризующие основные режимные (и габаритные) параметры установки [например, / (У). N. /г. п,,]. должны рассматриваться как взаимозависимые величины. Именно поэтому оптимальное проектирование даже отдельной рект 1фикациоя-ной колонны не может быть выполнено по одной независимой переменной, как предлагалось в упомянутых выше работах., Для оптимального проектирования ректификационных уста-I новок по нескольким независимы.м переменным необходимо ис-1 пользование электронно-вычислительных машин и применение [c.128]

Другой подход к проблеме разработки общей теории корреляций переходных характеристик колонны осуществляется с помощью строгого математического метода. Несмотря на то, что можно составить основные дифференциальные уравнения для описания переходных ха-рареристик, точное решение этих уравнений чрезвычайно трудно даже при использовании вычислительных машин. Теоретическим изучением динамики процесса в ректификационных колоннах занимались многие исследователи . [c.379]

Одной из трудностей, препятствующей решению основных дифференциальных уравнений, описывающих переходные характеристики колонны, является нелинейность равновесных кривых пар — жидкость. Использование линейных соотношений пар — жидкость и других упрощающих предположений значительно уменьшает трудности при использовании основных уравнений, но только в немногих случаях справедливость этих допущений была подтверждена экспериментально. Рекомендации Вильямса 2 для оптимального регулирования ректификационных колонн были получены с помощью аналоговых вычислительных машин и подтверждены экспериментами других исследователей. Уравнения динамики Розенбрука также были подтверждены экспериментальными исследованиями переходных характеристик, выполненными Армстронгом и Вилькинсоном на колонне диаметром 100 мм с колпачковыми тарелками 1 Этой же теме посвящен ряд других работ . [c.379]

С целью полноты изложения мы коснемся метода Рунге—Кутта, рассматривая модификацию Джилла [36, стр. ПО—120]. Этот общий метод интегрирования применим для всех вычислительных машин. Он может быть использован для описанных выше задач (ректификационные колонны, теплообменники и т. д.) при условии, что система разделена не на очень большое число секций. Это ограничение связано со скоростью вычислительной машины (вероятно, при 20 секциях еще возможно вести расчет, а при 50 уже нельзя). [c.256]

Некоторое снижение требований к быстродействию хроматографов достигается применением их в каскадных системах регулирования в качестве корректора регулятора. Однако и в этом случае динамические характеристики хроматографа оказывают существенное влияние на свойства системы. Влияние на качество регулирования продолжительности цикла работы хроматографа как датчика каскадной системы регулирования ректификационной колонны с известными динамическими характеристиками было исследовано с помощью аналоговой вычислительной машины [7]. Система регулирования была построена по следующей схеме. Хроматограф контролировал состав смеси в конденсаторе паров верхнего продукта. Информация о содержании ключевого компонента в дистилляте поступала в качестве корректирующего сигнала на регулятор расхода нижнего продукта. Было показано, что при изменении нагрузки колонны состав дистиллята стабилизировался при использовании хроматографа с четырехминутной периодичностью анализа за время, вдвое большее, чем нри использовании хроматографа с одноминутной периодичностью. При увеличении продолжительности цикла анализа свыше четырех минут качество регулирования существенно ухудшалось. Для предварительной оценки пригодности хроматографа для работы в системе автоматического регулирования можно воспользоваться рекомендацией, предложенной в работе [8] запаздывание информации в системе регулирования по времени не должно превышать 20% от продолжительности переходного процесса в объекте. [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология