Методы синтеза технологической схемы

В книге рассмотрены основы расчета перегонки и ректификации нефтяных смесей, простые и сложные схемы перегонки и ректификации, разделительные системы со связанными тепловыми и материальными потоками и с тепловыми насосами. Рассмотрены методы синтеза и анализа разделительных и теплообменных систем, типовые схемы автоматического управления процессами перегонки и ректификации. Приведены многочисленные примеры синтеза и анализа технологических схем перегонки н ректификации основных процессов нефтепереработки. [c.2]

Алгоритмические методы синтеза технологических схем предполагают использование известных методов оптимизации динамического, линейного и нелинейного программирования. Сущность [c.101]

Методы синтеза технологической схемы [c.436]

Библиотека технологических схем НПЗ содержит модели расчета материальных балансов ряда строящихся и реконструируемых заводов с избыточным количеством технологических установок, что позволяет рассчитывать материальные балансы одновременно для нескольких вариантов технологической схемы. По существу, это является реализацией отдельных элементов интегрально-гипотетического метода синтеза технологических схем. [c.572]

В качестве основных требований, предъявляемых к методам синтеза технологических схем, обычно выделяются сокращение пространства поиска оптимальной схемы до относительно узкой области вариантов исключение необходимости генерации всех возможных вариантов схем обеспечение условий сохранения оптимального варианта схемы, т. е. исключение возможности потери его в процессе синтеза согласованность со стандартным математическим обеспечением для расчета типовых процессов. [c.138]

Второй метод оптимизации вида технологической схемы — это метод синтеза технологических схем по некоторым определяющим параметрам [5, 65]. [c.152]

Методы синтеза технологических схем разделения. [c.144]

МЕТОДЫ СИНТЕЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ РАЗДЕЛЕНИЯ [c.162]

При выборе технологической схемы с разнородными элементами их взаимосвязи в некотором смысле определены, т. е. имеется исходный вариант технологической схемы. В этом случае синтез схемы состоит в выработке стратегии модификации исходного варианта таким образом, чтобы за минимальное число шагов получить оптимальный вариант. В процессе синтеза, естественно, могут частично изменяться и взаимосвязи элементов, т. е. соединения аппаратов. В этом смысле синтез технологической схемы с разнородными элементами аналогичен оптимизации действующих производств, соответственно могут использоваться аналогичные методы. Данные, полученные на этапе выбора способов ведения процесса, могут быть использованы в качестве начальных при синтезе. [c.62]

О Структуру технологических комплексов различного функционального действия, состоящих из ряда аппаратов и применяемых для разделения смесей, обладающих определенными специфическими свойствами. Эти комплексы позволяют преодолеть различные технологические ограничения, связанные с азеотропией, и получить продукты нужного состава. Комплексы могут состоять как из однотипных, так и разнотипных разделительных аппаратов, в Методы синтеза технологических схем разделения. С этой целью должны быть рассмотрены как безмашинные методы, так и методы, основанные на применении вычислительной техники. В последнем случае необходимо располагать математическими моделями как отдельных элементов и комплексов, так и системы в целом. [c.162]

Основная сложность синтеза технологических схем разделения нефтяных смесей на несколько фракций перегонкой и ректификацией заключается в существовании большого числа возможных вариантов схем и сочетания различных процессов и аппаратов. Если в качестве основного метода разделения принять только процесс обычной ректификации, что и используется в большинстве известных алгоритмов синтеза схем разделения, то число однородных или так называемых гомогенных схем может быть определено как [c.100]

Проблемами синтеза сложных химико-технологических систем начали интенсивно заниматься всего лишь в конце 60-х годов. В то же время литература по этому вопросу насчитывает уже не один десяток наименований [1, 2]. Для синтеза технологических схем ректификации многокомпонентных смесей применяют специальные методы декомпозиционные, эвристические, эволюционные и алгоритмические (прямой оптимизации). [c.100]

В работе [46] рассмотрен метод и алгоритм синтеза технологических схем разделения азеотропных (обычных) смесей с произвольным числом продуктов и процессов разделения. Синтез проводят в два этапа. На первом этапе формируют возможные продуктовые группы (совокупность продуктов, которая может быть выделена совместно на некоторой промежуточной стадии разделения). Формирование проводят исключением тех разделительных процессов, которые не обеспечивают получения заданного ряда продуктов, а также заведомо неэкономичных процессов. Для отбраковки неэкономичных вариантов разделения используют эвристические правила. На втором этапе осуществляют непосредственный синтез оптимальной схемы методом динамического программирования с использованием ранее найденных вариантов продуктовых групп и разделительных процессов. [c.144]

Таким образом, основное отличие методов и алгоритмов синтеза технологических схем разнородных разделительных установок заключается в первом этапе синтеза, необходимость использования которого вызвана изменением фазового равновесия компонентов смеси в отсутствие или в присутствии различных разделительных агентов. [c.144]

Рассмотренный метод разработки оптимальных технологических схем РКС был успешно использован для синтеза технологических схем разделения различных многокомпонентных промышленных смесей— углеводородов, спиртов и синтетических жирных кислот. Найденные с помощью этого метода оптимальные технологические схемы яе могут быть получены на основе использования приведенных ранее эвристик (см. 3 главы IV). [c.302]

Методы на основе эволюционной стратегии. Они заключаются в применении ряда правил, выработанных заранее, к исходной схеме с целью ее усовершенствования. Этот процесс логически содержит последовательное чередование этапов синтеза, анализа, оценки проектного решения и оптимизации. Общая методология эволюционного синтеза технологической схемы обычно включает три подзадачи синтез исходного варианта технологической схемы, выработку правил модификации схемы, выработку эволюционной стратегии. [c.437]

В-третьих, ряд различных по функциональному назначению подразделений проектного института выполняют структурно подобные задачи проектирования, в основе которых используются одинаковые методы вычислительной математики (нанример, трассировка трубопроводов или синтез технологической схемы разделения методом ветвей и границ). [c.39]

Этап технологического проектирования является, пожалуй, наиболее динамичным в САПР, поскольку математические модели отдельных процессов, методы анализа и синтеза технологических схем постоянно совершенствуются но мере развития теоретических основ химической технологии, методов вычислительной математики. Эта динамичность и позволяет оперативно вносить изменения в разрабатываемые проекты и действующие производства на этапе реконструкции. [c.42]

В зависимости от типа элементов схемы (однородные или неоднородные) задача синтеза технологической схемы может ставиться по-разному. При выборе технологической схемы с однородными элементами (теплообменной системы, системы разделения многокомпонентных идеальных смесей методом ректификации) обычно отсутствует исходный вариант схемы и элементы могут соединяться между собой самыми различными способами. Задача состоит в том, чтобы найти оптимальный вариант их соединения (оптимальный в смысле критерия). В случае теплообменной системы задача синтеза может быть сформулирована следующим образом [34]. Имеется М горячих потоков 8 1 И = 1, 2,. . ., М), которые необходимо охладить, и N холодных потоков (7 = 1,2,.... . ., N), которые необходимо нагреть. Для каждого потока заданы начальная Гн, конечная Гк температуры и водяной эквивалент. Имеются также вспомогательные нагреватели и холодильники. Задача синтеза Состоит в том, чтобы создать систему из рекуперативных теплообменников, нагревателей и холодильников, которая позволила бы достичь заданных конечных температур потоков при минимуме полной стоимости системы при заданных стоимостях элементов. [c.108]

Известно большое число методов синтеза, особенно схем разделения многокомпонентных смесей и теплообменных систем, основанных на различных вычислительных и других предпосылках. Все они по подходу к задаче синтеза могут быть разделены на два класса синтез при известной исходной технологической схеме, синтез при отсутствии исходной технологической схемы [1]. [c.437]

МЕТОДЫ СИНТЕЗА И АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПЕРЕГОНКИ И РЕКТИФИКАЦИИ НЕФТЯНЫХ СМЕСЕЙ [c.125]

Проблема синтеза теплообменной системы состоит в определении поверхности теплообмена и поиске такого способа соединения теплообменников, при котором попарное взаимодействие потоков (теплоносителей и хладоагентов) обеспечивает оптимальное значение критерия функционирования всей системы (обычно экономического). Однородность элементов системы, легкость формулирования и относительная простота задачи привлекают внимание многих исследователей к разработке алгоритмов автоматизированного синтеза технологических схем теплообмена. Однако, несмотря на кажущуюся простоту, комбинаторная природа задачи приводит к значительным трудностям вычислительного характера. Поэтому все известные методы синтеза (а их известно уже большое количество) отличаются главным образом способами снижения размерности задачи. Примечательно, что большинство алгоритмов синтеза технологических схем своим появлением обязано теплообменным системам. [c.452]

Известные алгоритмы синтеза теплообменных систем отличаются большим разнообразием. Итак, все перечисленные подходы к синтезу технологических схем реализованы применительно к теплообменным системам. Имея, по существу, одинаковыми исходные данные на проектирование и конечную цель, алгоритмы синтеза различаются способами формирования структуры системы и ее модификации. В соответствии с этим все алгоритмы можно разделить на две группы — с последовательной и одновременной генерацией топологии системы, т. е. при отсутствии или наличии исходной топологии [1]. Хотя такая классификация и не является абсолютной (многие методы обладают признаками обоих подходов), все же она дает возможность делать некоторые обобщения. [c.457]

Синтез технологической схемы на основе метода динамического программирования заключается в следующем. Схема разделения многокомпонентной смеси рассматривается как многостадийный процесс без обратных потоков массы и энергии. В качестве стадий или подзадач выделяются колонны для деления бинарных, тройных и т. д. смесей исходной системы. Начиная с колонн для разделения бинарных смесей отыскивается оптимальная в смысле при- [c.138]

Методы синтеза, основанные на эвристических правилах, заключаются в том, что в результате предварительного анализа действующих схем разделения формируется набор специальных правил, определяющих стратегию синтеза технологических схем. Эти правила в целом отражают физико-химические закономерности протекающих процессов и могут быть формализованы для использования в процессе компьютерного моделирования. [c.164]

В связи с этим проектировщик вынужден интуитивно применять метод функциональной декомпозиции, осуществляя последовательную декомпозицию ИЗС на ряд более простых задач. Так, при синтезе технологической схемы сложной ХТС проектировщик сначала разделяет все химическое производство на некоторое число функциональных подсистем. Затем каждая функциональная подсистема декомпозируется до уровня отдельных элементбв или аппаратов. Например, синтез оптимальной технологической схемы нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) проектировщик, используя метод функциональной декомпозиции ИЗС, осуществляет ло следующим этапам 1) декомпозиция НПЗ на ряд функциональных подсистем — обессеривания сырой нефти, фракционирования нефти, компаундирования и др. 2) дальнейшая декомпозиция отдельных функциональных подсистем на совокупность технологических аппаратов — ректификационных колонн, теплообменников, насосов и т. д. [c.144]

В конечном счете можно вычислить значения критерия оптимальности для всех схем и выбрать оптимальный вариант. Достоинством данного метода синтеза оптимального варианта технологической схемы разделения многокомпонентных смесей является строгий математический подход и снижение размерности задачи, т. е. сокращение расчетов всех возможных колонн при разделении многокомпонентной смеси. Однако учет рециркулируемых потоков существенно усложняет метод динамического программирования. В связи с этим данный метод широко используется для синтеза технологических схем разделения идеальных и зеотропных смесей и весьма ограниченно для азеотропных. [c.166]

Эволюционные методы синтеза предполагают последовательную модификацию первоначально постулируемой технологической схемы процесса. При эволюционном синтезе используют также эвристические и декомпозиционные методы. Эволюционные методы разумно использовать лишь после того, как исходный вариант процесса синтезирован на основе общих принципов оптимального построения систем или методов прямой оптимизации. [c.101]

В зависимости от типа элементов схемы (однородные или неоднородные) задача синтеза технологической схемы может ставиться по-разному. При выборе технологической схемы с однородными элементами (теплообменной системы, системы разделения многокомпонентных идемьных смесей методом ректификации) обычно отсутствует исходный вариант схемы и элементы могут соединяться между собой самыми различными способами. Задача состоит в том, чтобы найти оптимальный вариант их соединения (оптимальный в смысле критерия). [c.62]

Синтез микробиологических технологических систем. Основными задачами, решаемыми на этом этапе, являются выбор структуры технологических связей между элементами системы (технологическими аппаратами) и реализация планов функционирования систем в обстановке возникновения ситуаций, не предусмотренных при проектировании. Таким образом, решение этих задач связано непосредственно с созданием системы АСУТП. Синтез технологической схемы практически невозможен без использования вычислительной техники и специальных методов синтеза, позволяющих упростить задачу, а также без просмотра большого числа возможных вариантов синтеза, учитывающих вопросы утилизации промежуточных, побочных продуктов, очистки сточных вод и газовых выбросов и создания безотходных биохимических производств. [c.45]

Метод динамического программирования в последнее время используется достаточно широко при синтезе технологических схем разделения. Основная идея метода заключается в том, что оптимальные схемы синтезируют шаг за шагом, начиная с конца схемы. В данном случае технологическая схема рассматривается как многостадийный процесс разделения без обратных массовых и энергетических потоков. На начальном этапе рассматриваются колонны, в которых делятся бинарные смеси, а далее трех-, четырехкомпонентные и т.д., с учетом оптимального варианта на пре-дьщушем этапе. [c.166]

В настоящей работе представлены результаты разработки технологии регенерации ацетона, толуола и бутилацетата из их водной смеси. В основу синтеза технологических схем положен термодинамико-тоио-логический метод анализа структур фазовых диаграмм разделяемых смесей [и. С этой целью ранее нами изучено фазовое равновесие жидкость— жидкость — пар как в отдельных тройных составляющих, так и в четырехкомпонентной системе. [c.104]

Синтез процессов перегонки и ректификации заключается в определении такой технологической схемы процесса, которая должна удовлетворять оптимальной ее структуре и оптимальным параметрам разделения. Этап синтеза всегда предшествует анализу системы, однако последний оказывает существенное влияние на последующие этапы синтеза. В связи с этим проектирование разделительных установок проводится итерационным путем с применением последовательно методов синтеза и анализа систем. Следовательно, синтез разделительных установок — это определение оптимальной технологической схемы процесса с одновременным поиском оптимальных режимных параметров процесса и конструктивных размеров агапаратов. [c.99]

О размерности решаемых задач синтеза схем разделения только на основе процесса обычной ректификации можно судить по данным, представленным в табл. 11.1. Следует обратить внимание на то, что число возможных схем ректификации, начиная с семикомпонентной смеси, возрастает быстрее, чем число решаемых подсистем синтеза. К сожалению, в промышленности редко встречаются случаи разделения многокомпонентных смесей с получением семи и более продуктов. Если же учесть возможность использования различных методов разделения в одной технологической схеме, то число возможных структур такой гетерогенной системы будет равно [c.100]

Эвристические методы синтеза позволяют находить решение оптимальной структуры или технологической схемы с помошью вероятностных, но всегда не безошибочных предположений (эвристик). Эвристики, применяемые при синтезе схем ректификации, будут рассмотрены ниже. Эвристический метод синтеза широко используется в сочетании с другими методами, так как одновременное применение их обеспечивает значительную экономию времени счета. [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология