Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Оптимизация действующих реакторов

    Мы здесь обсудим задачу оптимизации описываемого реактора при проектировании. Задача оптимизации действующего реактора будет рассмотрена нами в гл. II. Оптимизируемыми параметрами (управлениями) в данном случае являются длины слоев катализатора в каждой.полке (времена контакта), а также температуры газовой смеси на входе в каждую полку. Метод решения этой задачи был дан в работе [10, с. 287—291]. Естественно, что оптимальные температуры на выходе из предыдущего слоя и на входе в последующий слой не будут совпадать. Эту разность температур можно обеспечить с помощью теплообменника, поставленного между слоями. [c.15]


    ОПТИМИЗАЦИЯ ДЕЙСТВУЮЩИХ РЕАКТОРОВ [c.15]

    Если сравнивать оптимизацию при проектировании и оптимизацию действующего реактора, то, вообще говоря, оптимизация при проектировании должна давать значительно больший эффект. Действительно  [c.22]

    Действуя тем же способом, что и при оптимизации последовательности реакторов идеального смешения, разделим реактор на две части — начальный отрезок V у V — Ь и остаток У — [c.266]

    Оптимизация периодически действующего реактора [c.60]

    В главе II было показано, что задачи оптимизации периодически действующего реактора, а также расчета оптимальной последовательности температур и давлений в трубчатом реакторе сводятся в общем случае к следующей задаче. Пусть в интервале времени 01 задана система дифференциальных уравнений [c.131]

    Использование методов математического моделирования при создании новых химических производств, а также для оптимизации действующих объектов весьма актуально. Поскольку реакторные химические процессы в большинстве случаев определяют технологическую схему и схему автоматизации того или иного производства, возникает важная задача изучения химических реакторов как объектов математического моделирования. [c.7]

    В указанных случаях в книге рекомендуется -математическое моделирование химических процессов вести на основе кинетики, исследуемой на реальной модели или на действующем реакторе в области ограниченного диапазона значений технологических параметров, характерной для протекания данного химического процесса в промышленных условиях (см. главу II). Такой подход дает возможность составлять математическое описание одновременно с разработкой вопросов технологии и автоматизации в необходимом объеме (см. главу VI). Это в свою очередь позволяет активно влиять на оптимизацию аппаратурно-технологического оформления процесса в результате автоматизации его управления (см. главу VII). [c.8]

    Так, например, если по технологическим условиям температура /, при которой происходит химическое превращение компонентов в реакторе ХТС, ограничена узким диапазоном значений inf / < < sup (, то эту ИП целесообразно выбрать как оптимизирующую проектную переменную системы. Изменяя величину t в заданном диапазоне температур, отыскивают оптимальный технологический режим в реакторе. Если же эту информационную переменную t принять как базисную (зависимую) переменную, то ее численное значение можно определить только после решения системы информационных связей математической модели и, следовательно, лишь тогда убедиться, удовлетворяет ли полученный оптимальный технологический режим ограничению на температуру в реакторе. Такое решение задачи оптимизации требует значительных затрат расчетного времени. При решении задач проектирования оптимальных ХТС оптимизирующими ИП являются как технологические, так и конструкционные параметры, при оптимизации действующих ХТС — только технологические параметры, обеспечивающие наилучшие показатели функционирования. [c.382]


    В число оптимизируемых параметров авторы, наряду с технологическими (температура, давление, расход и пр.), предлагают включать также и конструкционные (длина реактора, диаметр и т. д.) и отмечают, что поскольку последние могут варьироваться в более пшроких пределах, экономический эффект при оптимальном проектировании должен быть больще, чем при оптимизации действующего производства. Применительно к ХТС, состоящей из нескольких технологических звеньев, величину К предлагается определять как сумму капитальных затрат на отдельные функциональные звенья, определяемые по выражению  [c.11]

    Параллельное соединение блоков. Задача оптимального распределения потоков между параллельно работающими блоками (рис. 12) возникает при оптимизации действующих процессов, которые вследствие разных причин ( старение катализатора в реакторах, загрязнение поверхности теплообмена в теплообменниках и др.) отличаются один от другого характеристиками работающих аппаратов, даже если они имеют одинаковую проектную мощность. [c.36]

    На практике важно найти усредненное оптимальное соотношение пар газ для реактора в целом, при котором достигается наилучшее использование катализатора. Более детальный анализ процесса требует учитывать стоимость не только катализатора, но и пара. С учетом стоимости пара оптимальное соотношение пар газ определяется иначе. Для действующего производства оптимально такое соотношение пар газ, при котором прибыль, то есть разность стоимости водорода и пара, максимальна, а степень очистки от окиси углерода не меньше заданной. Ясно, что экономический оптимум соотношения пар газ ниже кинетического. С использованием разработанной ранее модели реактора была составлена программа оптимизации действующего производства конверсии окиси углерода по технико-экономическим показателям. [c.18]

    Метод динамического программирования применялся при оптимизации реактора для окисления этилена в окись этилена, в котором полки с кипящим слоем катализатора считались аппаратами идеального смешения, для нахождения оптимального управления давлением в реакторе периодического действия, что обеспечивало в минимальное время получение смеси заданного состава [c.10]

    В книге освещены вопросы оптимизации реакторов с мешалкой как периодического, так и непрерывного действия. Следует, однако. [c.24]

    В главе II было показано, что наличие математического описания химического реактора позволяет решать широкий круг задач, возникающих при оптимизации как действующих объектов, так и вновь [c.84]

    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]

    Современные химико-технологические процессы отличаются чрезвычайной сложностью. Соответственно сложна и кинетика химических процессов, протекающих в реакторах. Поэтому оптимизация работы химического производства является очень трудной задачей. Один из возможных путей ее решения — это отработка элементов конструкций и технологии на действующих аппаратах производственных размеров. Такой экспериментально-эмпирический метод хотя и дает надежные результаты, связан с большими затратами средств и времени, а в ряде случаев может оказаться и небезопасным, например, когда необходимо выяснить допустимые пределы изменения параметров системы и воспроизводить предельные, т. е. аварийные режимы. [c.321]

    Обобщая сказанное, можно заключить, что теория рециркуляции открывает новые возможности для повышения эффективности не только отдельных химических процессов, но и, главным образом, сопряженно действующих комплексов. Эта теория (подобно тому, как это было показано выше для отдельных реакторов) приведет к чрезвычайно интересным результатам, если осуществлять оптимизацию с изменением коэффициента рециркуляций каждого реактора в соответствии с требованиями оптимальной работы всего комплекса в целом. Разумеется, в этом случае получаются совершенно другие оптимальные выходы и другие профили изменения регулируемых параметров вдоль реактора по сравнению с тем, когда каждая установка оптимизируется самостоятельно, без учета влияния ее работы на работу других установок комплекса. Отсюда следует, что оптимальная работа комплекса и его отдельных составляющих будет коренным образом отличаться от оптимальной работы последних в условиях, когда они не испытывают влияния сопряженной работы других установок. Это значит, что оптимальная работа химического [c.21]


    Оптимизируемые системы могут описываться алгебраическими, дифференциальными, логическими, статистическими и другими математическими соотношениями. В зависимости от характера и сложности математического описания объекта целесообразно применять тот или иной тип вычислительных машин. Например, при решении экономических задач часто встречаются сложные алгебраические выражения, в которых необходимо оптимальным образом подобрать совокупность коэффициентов. Для решения этих задач целесообразно использовать цифровые вычислительные машины. В то же время большое число задач из области управления, динамики непрерывных производственных процессов и т. д. описываются при помощи дифференциальных соотношений. В последнем случае для решения задач оптимизации широко используются вычислительные устройства непрерывного действия. Такова, например, задача выбора оптимального режима химического реактора, задача выбора оптимальной программы управления электродуговой сталеплавильной печью, задача настройки регулятора на максимальное быстродействие и т. д. [c.44]

    Моделирование химико-технологических процессов и реакторов необходимо осуществлять прн проведении исследований, на стадии проектирования производств и для оптимизации работы (определения оптимальных параметров технологического режима) действующих аппаратов и установок. При организации нового производства моделирование связывает исследовательскую работу с проектной, позволяя переходить от лабораторного исследования к производственному осуществлению процесса. Моделирование какого-либо физического явления, в том числе и химико-технологического процесса, — это осуществление явления, подобного прототипу (образцу). Подобными называются такие явления, для которых соотношения сходственных, характеризующих их величин постоянны.  [c.29]

    Некоторую дополнительную свободу действия для оптимизации ММР предоставляет трехзонный реактор с кипением в третьей зоне. Средние [c.175]

    ОКИСЛЕНИЕ ДИОКСИДА СЕРЫ - все расчеты по процессу равновесие в реакции окисления диоксида серы, скорость реакции и ее зависимость от температуры, оптимальные температуры, превращение в слое и необходимое время контакта в изотермическом и адиабатическом режимах, определение активности катализатора по лабораторным данным, оптимизация режима разрабатываемых и действующих многослойных реакторов с различными схемами промежуточного охлаждения. Расчеты могут проводиться для процессов как в неподвижном, так и в псевдоожиженном слоях катализатора (режимы идеального вытеснения и идеального смещения). [c.469]

    Математическая модель ферментативного гидролиза целлюлозы в реакторах периодического и непрерывного действия была использована для количественного анализа влияния различных факторов на кинетику гидролиза [57, 58], что в свою очередь дает возможность целенаправленного изменения и оптимизации условий проведения процесса для повышения его эффективности. В качестве примеров на рис. 6.5 показан ряд кинетических кривых накопления продуктов в реакторе периодического действия, а на рис. 6.6 — в проточном колонном реакторе, полученных численным расчетом на ЭВМ в предположении, что какой-либо из возможных факторов не имеет места в реакционной системе, а также приведены экспериментальные данные. Как видно из рисунков, только при учете влияния всех факторов (кривая 2) модель достоверно описывает ход процесса (экспериментальные точки ложатся на теоретическую кривую). С другой стороны, сравнивая кинетические кривые, полученные в предположении отсутствия влияния того или иного фактора, с кривой 2, можно наглядно оценить роль каждого из факторов в процессе гидролиза. [c.178]

    В книге рассмотрены важнейшие понятия химической кинетики. Изложены основы теории реакторов различных типов (периодического и непрерывного действия, колонных каскадов). Описаны реакторы с твердой фазой (неподвижным и псевдоожиженным слоем катализатора). Рассмотрены случаи протекания в аппаратах реакций, сопровождаемых абсорбцией и экстракцией. Приведены методы расчета реакторов с мешалками (аппараты идеального смешения) и трубчатых реакторов (аппараты идеального вытеснения). Даны сравнение реакторных установок и рекомендации по выбору реакторов. Во втором издании книги (первое издание вышло в 1968 г.) более подробно рассмотрены вопросы моделирования и оптимизации реакторов. [c.4]

    Упомянем еще об одной большой группе работ, связанных с автоматическим управлением химическими реакторами при помощи вычислительных машин. Одной из основных задач такого управления является оптимизация работы действующих объектов. Здесь можно отметить прежде всего исследования, посвященные принципам построения таких систем Большое значение имеют работы А. А. Фельдбаума для автоматической оптимизации химических реакторов [c.12]

    Перейдем к рассмотрению изменения профилей различных параметров вдоль реактора в системе с рециркуляционной петлей. Необходимое превращение на выходе из реактора может быть получено различными изменениями вдоль реактора параметров системы — температуры, давления, концентрации. Оно связано с количеством рециркулируемых в начало реактора компонентов. Естественно, что для каждой конкретной реакции роль указанных факторов проявляется по-разному. Несомненно, что широкое использование результатов одновременного поиска изменения профилей различных параметров может привести к весьма интересным результатам. Однако для решения этой задачи желательно дальнейшее совершенствование математических методов оптимизации и более детальное изучение химических аспектов процесса. Рассмотрение реакции дегидрирования этана показало, что существует определенный профиль температуры, который отвечает максимальной нроизвоцительности реактора по целевому продукту. При этом расход исходного сырья не является максимальным и соответствует строго определенной селективности и глубине превращения на выходе из реактора. Следовательно оптимальные профили изменения параметров режима эксплуатации действующих реакторов должны определяться одновременным изменением производительности аппарата. В частности, исследования по определению оптимального температурного профиля для консекутивной реакции показали, что в этом случае необ ходимо реакцию начать с самой высокой температуры оптимального профиля. Затем углубление процесса следует проводить по мере снижения температуры также в соответствии с оптимальным профилем, найденным, подчеркиваю, для рециркуляционной системы. Кстати, в этом плане применение увеличенной рециркуляции непрореагпровавшего сырья в адиабатических реакторах (таких, как реактор для каталитического дегидрирования этилбензола в стирол) люжет значительно повысить их мощность по свежему сырью. Прп такой постановке вопроса реакторы должны конструироваться таким образом, чтобы они удовлетворяли требованиям теории. Это противоречит существующему укоренившемуся положению, когда реакция осуществляется в готовой конструкции реактора в зависимости от его возможностей, [c.15]

    Выбор последних в качестве обобщенных показателей эффективности во многом обусловлен не только необходимостью учета нескольких аспектов экономической эффективности, но и необходимостью их сопоставления в эквивалентных соотношениях, позволяющих соизмерять выигрыш за счет улучшения одних показателей с проетрьинем за счет ухудшения других. В пользу подобного утверждения можно привести следующий характерный пример. Пусть решается задача оптимального проектирования ХТС, состоящей из химического реактора и котлов-утилизаторов. Снижения себестоимости продукции можно добиться благодаря более полной конверсии исходных продуктов реакции или вследствие сокращения потерь тепла. Это потребует, соответственно, увеличения рабочего объема реактора или поверхности теплообмена котлов-утилизаторов, т. е. вызывает некоторый рост капитальных затрат. Возникает проблема соизмерения показателей эффективности, которая, как будет показано ниже, особенно актуальна для оптимизации действующих >СГС. [c.14]

    В литературе по моделированию и оптимизации химических производств приводятся примеры экономической оптимизации действующих ХТС. В частности, в монографии, посвященной алгоритмам оптимизации хи-мико-технологических процессов [18] приводится задача по моделированию и оптимизации производства стирола - сырья для получения многих Ьажнейщих продуктов в производстве синтетического каучука и пластических масс. В состав этого производства включены два отделения — дегидрирования и ректификации, связанных между собой потоками печного масла (F4 2) после отделения дегидрирования и возвратного этилбензола (F 7. 1) из отделения ректификации. Следует отметить, что в модели, разработанной авторами, удалось достаточно точно отразить влияние отдельных стадий друг на друга. При моделировании учитьшалось, что с увеличением количества возвратного этилбензола и содержания в нем стирола снижается производительность оборудования, увеличиваются потери по целевому продукту, в то же время с уменьшением его количества за счет интенсификации процесса в реакторе возрастают затраты по сырью. Увеличение количества печного масла [c.14]

    В каотояцм сообщении обсуждается задача оптимизации каталитического реактора непре1Швного действия, в котором происходит обратимая гетерогенная реакция [c.100]

    Полимеризация происходит в каскаде реакторов непрерывного действия. Для выбора условий синтеза темплена и управляющих воздействий с целью стабилизации заданного значения ПТР была проведена оптимизация режимов работы реактора непрерывного действия с помощью метода распознавания образов. В качестве обучающей выборки использовался набор экспериментальных данных, полученных в режиме нормальной эксплуатации. [c.279]

    Книга посвящена актуальному в настоящее время вопросу применения математических методов для расчета оптимальных (наилучших) режимов технологических процессов. Дана характеристика основных этапов работ по статической, квазистатической и динамической оптимиаации как действующих химических реакторов, так и при их проектировании. Сопоставлены два важнейших метода оптимизации — метод поиска на объекте и метод оптимизации с помощью математической модели. Большое внимание уделено математическим способам оптимизации — нелинейному программированию и Принципу максимума. [c.4]

    Рубин, Райт и Сомбаси [13] дали методику оптимизации для определения общего минимального среднего времени пребывания в неизотермической системе реакторов непрерывного действия с мешалками, когда выход в конечной стадии фиксирован. [c.113]

    На практике встречаются такие процессы, для которых при стационарных условиях подачи сырья и в условиях стабилизации управляемых параметров макрокинетика определяется не только концентрацией реагентов, но и временем, которое они провели в зоне реакции. Сюда относятся некоторые биохимические реакции с изменением свойств реагентов в зависимости от возраста [12]. Эти процессы будем называть процессами с нестационарной кинетикой. Знание характера нестационарной зависимости позволяет оценить ее влияние на технологические и конструктивные параметры и несет существенную информацию для составления математического описания процессов и рещения вопросов оптимизации [13]. Нестационарность процессов учитывается путем введения в кинетическое уравнение переменного зо времени коэффициента неста-ционарности реакции, который определяется по результатам экспериментов, поставленных в реакторах идеального перемешивания периодического или непрерывного действия. Предполагается, что предварительными исследованиями установлено существование для рассматриваемого процесса математического описания вида  [c.275]

    В развитых странах используется множество разнообразных установок. Это определяется конкретной задачейочисткой стоков, или же достижением нужного качества газа. Среди них есть и небольшие реакторы, мало чем отличающиеся от описан--нь1х, и крупные установки с приспособлениями для очистки газа, электрогенераторами, компрессорами и очистителями воды. Иногда их строят в составе одного комплекса с другими крупными объектами канализационными станциями, сахарными и спиртовыми заводами, животноводческими фермами и молокозаводами. В некоторых случаях бывает необходимо провести предварительную обработку или разведение питательного раствора. Это. делается для оптимизации размера частиц во взвесях, увеличения глубины переработки или уменьшения токсического действия высоких концентраций азота. [c.74]

    Традиционная технология азокрасителей с применением реакторов большой емкости (10—50 м ) не обеспечивает условий для оптимизации процессов, прежде всего в отношении массообмена. Например, локальные значения pH в таких реакторах отличаются во время приливания раствора реагента на I—2 единицы, тогда как допустимое отклонение составляет 0,2. Интенсивный массообмен может быть реализован в малогабаритных реакторах непрерывного действия [466] или пульсацион-еых , в которых операции диазотирования и азосочетания повторяются с постоянной цикличностью [467]. Поскольку скорости реакций, проводимых без охлаждения, высоки, объемы промышленных реакторов удается уменьшить в десятки раз, облегчается строгое соблюдение параметров, стабилизируется качество и повышаются выходы продуктов [451]. [c.175]


Смотреть страницы где упоминается термин Оптимизация действующих реакторов: [c.391]    [c.25]    [c.71]    [c.64]    [c.64]    [c.22]    [c.173]   
Смотреть главы в:

Методы оптимизации химических реакторов -> Оптимизация действующих реакторов




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Реактор действия

Реактор оптимизация



© 2025 chem21.info Реклама на сайте