Моделирование и оптимизация технологических схем

Современный НПЗ состоит из большого числа различных технологических установок (первичной переработки нефти, производства этилена, газофракционирования и т. д.), установок смешения для получения топливных и топливно-нефтехимических продуктов. Комплексное проектирование и тем более синтез НПЗ как единого целого практически не представляется возможным и выполняется обычно по отдельным установкам. Основу этих расчетов составляют модули и пакеты программ подсистемы Технология , используемые в рамках подсистемы моделирования и оптимизации технологических схем НПЗ (рис. 10.6). [c.571]

Во ВНИПИНефти разработан метод расчета оптимальной технологической схемы НПЗ, создана подсистема моделирования и оптимизации технологических схем. Составной частью подсистемы является методика составления математической модели НПЗ с помощью технологических бланков установок. [c.61]

Рассмотрены основы химии и технологии важнейших мономеров для синтетических каучуков описаны механизмы, а также термодинамические и кинетические закономерности каталитических реакций, принципы математического моделирования и оптимизации технологических процессов. Детально разобраны основные технологические схемы производства мономеров, проанализированы экономические и экологические проблемы их синтеза. [c.2]

Юрий Комиссаров - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева. Известен своими трудами в области математического моделирования и оптимизации массообменных процессов и аппаратов, а также технологических схем. Имеет более 130 научных публикаций, из них 4 монографии. [c.367]

В учебное пособие включено более 30 характерных примеров решения разнообразных задач химической технологии по моделированию кинетики химических реакций, расчету технологической аппа- ратуры (реакторы, массообменные аппараты, теплообменники, аппараты для очистки сточных вод и отходящих газов и др.), обработке экспериментальных данных в ходе исследовательских работ, принципам расчета сложных химико-технологических схем и оптимизации технологических процессов. [c.2]

ТОЧНОЙ оценке роли третьего реактора в технической системе из трех последовательно соединенных реакторов. Применение описанных здесь схемы и модели позволяет более обоснованно выполнять расчеты по оптимизации платформинга. Ряд примеров использования математического описания для оптимизации платформинга приведен в работе [1]. Ниже даны иллюстрации применения математического моделирования при анализе возможных технологических схем реакторного блока. [c.149]

Современные вычислительные средства и метод математического моделирования позволили перейти от интуитивной системности исследований к количественному системному анализу химических производств. В соответствии с методологией системного анализа выделяются уровни иерархической структуры рассматриваемой системы начиная с молекулярного и до интегральных оценок с учетом взаимосвязей между отдельными уровнями. Каждый из уровней характеризуется соответствующим математическим описанием. С теоретической точки зрения такой подход позволяет познать явления, начиная с молекулярного уровня, а с практической — получать более адекватное представление о производстве по математическому описанию, выявлять более рациональные способы ведения процесса и решать задачи оптимизации на уровне технологической схемы. [c.74]

Роль этапа оптимизации имеет важнейшее значение при разработке технологической схемы, особенно если вариант схемы, полученный на этапе синтеза, далеко неоптимальный или необходимо проанализировать множество других вариантов и выбрать оптимальный. Эта задача весьма трудоемкая, и эффективное выполнение ее существенно зависит от используемой подсистемы моделирования и оптимизации. [c.420]

Для достижения современного уровня отбора от потенциала целевых продуктов (97-98%) и сокращения энергопотребления разработана ресурсо- и энергосберегающая технология атмосферной перегонки высокосернистой нефти и комплекс технических мероприятий по совершенствованию конструкции основных аппаратов установки АВТ-4 с целью ее технического перевооружения. Разработка энергосберегающей технологии атмосферной перегонки нефти для установки АВТ-4 осуществлялась методом математического моделирования с выбором схемы и оптимизацией технологических параметров работы оборудования. [c.37]

Системный анализ в настоящее время является основным методом научного изучения сложных систем, включающих совокупность процессов и явлений различной физической, химической и биохимической природы. С позиций системного анализа решаются задачи математического моделирования и оптимизации отдельных аппаратов и подсистем технологических схем, а также и системы в целом. При этом, методология системного подхода сохраняется при анализе иерархических уровней системы. При рассмотрении биохимического производства с позиций системного анализа в нем можно выделить ряд элементов, каждый из которых в свою очередь может рассматриваться как биотехнологическая система. [c.7]

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]

Из термодинамики теория массопередачи целиком заимствует основные положения о физико-химическом равновесии в гетерогенных системах и методы описания диффузионных процессов, из статистической механики — теорию межмолекулярного взаимодействия, из гидродинамики — теорию пограничного слоя и, наконец, из кибернетики — методы математического моделирования противоточных разделительных каскадов и сложных технологических схем, а также методы оптимизации технологических процессов. [c.11]

Под проектированием принято понимать [18] расчет характеристик аппаратов или схемы, позволяющий осуществить требуемое преобразование переменных входных потоков в выходные, под моделированием — расчет выходных переменных по известным входным и режиму работы объекта. Проектирование позволяет найти в процессе оптимизации наилучшие конструктивные параметры агрегатов и технологических схем (как сочетание отдельных агрегатов) моделирование же позволяет найти наилучшие характеристики технологического режима (температура, давление и т.д.) при оптимизации существующей технологической схемы. В обоих случаях исходят из некоторого критерия оптимальности. [c.132]

Всякая система управления (в том числе прн имитационном моделировании) должна быть экономически оправданной, т. е. давать положительный экономический эффект при окупаемости, как правило, не более 5—6 лет. Поэтому вопрос экономической эффективности учитывается уже на стадии проектирования системы и на всех этапах ее разработки. Вероятный экономический эффект может быть оценен по данным моделирования различных вариантов систем управления сопоставляя некоторые нз них между собой, с учетом затрат на систему выбирают приемлемый вариант для реализации. Расчет экономического эффекта ведут, учитывая энтропийный характер усложнения систем автоматизации и время на реализацию и внедрение системы 117]. Поскольку большинство критериев оптимизации предусматривают максимизацию производительности, отличаясь вариантами ограничений, рассмотрим собственно эффективность только за счет повышения производительности. Для этого обратимся к типовой технологической схеме, характерной для процессов непрерывной полимеризации. [c.218]

В книге разработаны основы стратегии моделирования мож-ных многостадийных процессов химической технологии. Рассмотрены условия создания модели химического производства программа, запоминающая цифровые данные и определяющая их перераспределение библиотека стандартных подпрограмм применяемых аппаратов набор данных, описывающих начальный поток переменных и параметры аппаратов. Приводится пример моделирования производства серной кислоты контактным способом. Подробно рассмотрены оборудование и технологический процесс. Дается краткий обзор технико-экономических показателей как критерия эффективности математического моделирования и обсуждаются вопросы использования моделирования для оптимизации сложных схем управления химическими производствами, а также пути применения приобретенных знаний в области математического моделирования к ряду инженерных проблем. [c.4]

В развитии работ по моделированию и оптимизации химикотехнологических процессов можно выделить два этапа. На первом этапе в основном проводились работы по моделированию и оптимизации отдельных аппаратов, например различных реакторов и ректификационных колонн. Однако химико-технологические процессы всегда состоят из взаимосвязанных, влияющих друг на друга аппаратов. Оптимизация только одного из них без учета его связей с остальными аппаратами может привести к тому, что весь процесс будет работать далеко не в оптимальном режиме. Это обстоятельство вызвало широкое развитие работ по моделированию и оптимизации сложных схем [1 —4 ]. [c.364]

Хлор, полученный при электролизе водных растворов хлоридов, имеет высокую температуру. Он насыщен парами воды и в таком состоянии представляет собой агрессивную среду для многих конструкционных материалов. Для дальнейщего использования электролитический хлор необходимо освободить от влаги (остаточное содержание не более Ы0 кг/кг). Это достигается путем охлаждения хлор-газа с удалением выпавшего конденсата и осущ-кой хлора в абсорберах, орошаемых серной кислотой. Для расчета параметров процесса охлаждения, осушки и перекачивания хлора, для составления математической модели и выполнения оптимизационных расчетов процесс удобно разбить на две последовательные стадии (стадию охлаждения и стадию осушки и компримирования хлор-газа). Рассмотрим наиболее распространенные технологические схемы каждой стадии, их математическое моделирование и оптимизацию отдельных аппаратов и технологического подразделения в целом. [c.133]

Применение метода математического моделирования для исследования и оптимизации технологических процессов дает удовлетворительные результаты лишь в случае проведения совместных исследований по полной схеме, предложенной на рис. 3.27. [c.165]

В заключение подчеркнем основные тенденции применения математических методов в теории динамики сорбции. Необходимо более широкое применение численных методов, реализуемых на ЭВМ, для решения смешанно-кинетических задач динамики с произвольными краевыми условиями для изотерм любого вида математическое моделирование и анализ средствами прикладной математики новых, более сложных сорбционных систем внедрение упрощенных (агрегированных) моделей, в том числе послойной, для расчета динамики смесей (как в изотермических, так и в неизотермических условиях и с дополнительными химическими ш другими взаимодействиями) расчет процессов динамики сорбции с учетом технологических особенностей, оптимизация режимов и схем. [c.157]

Оптимизация технологической схемы обычно проводится с помощью моделирующих систем при заданной топологии производства. Как и САПР, моделирующие системы ориентированы на широкого пользователя и поэтому обладают всеми атрибутами развитых систем имеют доступный входной язык, развитую диагностику, диалоговый режим работы. Ниже дана характеристика системы ASPEN, предназначенной для моделирования и оптимизации широкого класса технологических производств [108]. Система построена по модульному принципу и допускает дальнейшее развитие без существенных изменений. [c.420]

Как и любое химическое производство с непрерывным циклом, малотоннажные производства предназначены для выполнения полного технологического цикла от подготовки сырья и до получения готового продукта. Им также свойственно использование основных процессов большой химии , таких, как реакторные, выделения продуктов и т. д. Поэтому все проблемы, присущие многотопнажным производствам и связанные с выбором способов ведения процесса, синтезом технологических схем, оптимизацией, обеспечением надежности и энергосбережения, повышением производительности и качества продуктов и т. д., имеют место и при разработке многоассортиментных производств малой химии . Известные успехи в области математического моделирования процессов и ХТС на методологической основе системного анализа приложимы как к исследованию и проектированию отдельных аппаратов, так и технологических линий малотоннажных производств. [c.524]

Продолжая работать над проблемой и развивая идеи системного анализа при решении задач моделирования процессов химической технологии, анализа и синтеза химико-технологиче-ских систем, изучая вопросы оптимизации процессов и замкнутых энерго-технологических схем производств и агрегатов большой единичной мощности, автор совместно с сотрудниками опубликовал ряд монографий по вопросам системного анализа. [c.7]

В книге рассмотрены основные проблемы теории моделирования сложных химико-технологических схем — задачи расчета статических режимов этих схем методы структурного анализа, позволяюнще понижать размерность решаемых задач методы оптимизации как декомпозиционные, так и методы, при применении которых к схеме подходят как к единому целому (прямые п непрямые методы оптимизации) вопросы исследования устойчивости статических режимов схем и автоматизации программирования. [c.4]

В развитии работ по моделированию химико-технологических процессов можно выделить два этапа. Вначале работы по моделированию и оптимизации развивались применитель но к отдельным аппаратам схемы — реакторам, ректификационным к олоннам и т. д. Однако процессы химической технологии всегда сос тоят из взаимосвязанных, влияющих друг на друга аппаратов. Оптимизация только одного аппарата, без учета его связей с остальными аппаратами, может привести к тому, что весь процесс будет протекать далеко не в оптимальном режиме. Это вызвало широкое развитие работ по моде.тарованию и оптимизации сложных химико-технологических схем (с. х.-т. с.) [1—5]. [c.9]

Пособие составлено на базе основных типовых учебников по моделированию, оптимизации и расчету основных технологических процессов, аппаратов и систем [1-4], ряда оригинальных материалов, а также > чебных пособий Самойлов H.A. Основы применения ЭВМ в химической технологии -Уфа УНИ, 1988 и Основы расчета сложных химико-технологических схем / Сост. Самойлов H.A. -Уфа УНИ, 1993 и представляет собой переработанный вариант первого издания учебного пособия Самойлов Н А Примеры и задачи по курсу Применение ЭВМ в химической технологии - Уфа ТНТУ, 1994. [c.3]

Блок регенерации тепла АВТ установки состоит из большого числа теплообменников, в которых поток нефти нафевается до 200-240 °С горячими дистиллятами и циркуляционными орошениями. Глубина регенерации тепла в этом блоке (отношение количества полученного нефтью тепла к обшему количеству тепла горячих теплоносителей на установке) определяет главным образом расход прямого топлива в фубчатых печах АВТ. Поэтому проводится очень много работ по математическому моделированию схем теплообмена на АВТ с целью поиска оптимальной схемы. Такая оптимизация не может быть обшей для всех АВТ и в некоторой степени индивидуальна, поскольку зависит от технологической схемы установки, варианта переработки нефти, состава самой нефти (содержания в ней различных фракций) и других факторов. Однако в целом оптимизация схемы регенеративного теплообмена позволяет во всех случаях достигнуть важного результата - сократить энергозатраты на перегонку нефти. [c.454]

Одной из важнейших задач математического моделирования является определение оптимальных условий осуществления химического процесса в реакторе. Критерий оптимальной работы реактора, как правило, выражает экономические показатели производства. Поэтому полная задача по оптимизации дшлических реакторов является экономической и должна решаться в зависимости от общей технологической схемы и всех экономических характеристик данного производства. Как правило на переменше параметры и функции накладываются технологические ограничения состав смеси из условий взрывобазопас-ности, максимально-допустимые температуры в реакторе, начальные томперату-ры, предельно-допустимое гидравлическое сопротивление и другие. [c.11]

В предыдущих главах рассматривалось применение цифровой вычислительной машины для моделирования процесса производства серной кислоты. На этом сравнительно сложном процессе были показаны функции PA ER, описана необходимая информация, разработаны вычислительные блоки, выявлены особенности входной и выходной информации, а также продемонстрирована стратегия решения сложных задач. Далее было показано, как эта модель может быть использована для оценки технической осуществимости изменений режима эксплуатации или переоборудования технологической схемы и, наконец, каким образом применить оптимизацию с целью настройки рабочих условий на максимальную степень превращения. Моделирование каждого процесса имеет свои характерные особенности, однако, для того чтобы понять все эти особенности и разработать достаточно совершенные и эффективные модели с минимальной затратой средств и труда, необходим большой опыт. [c.295]

Имеющаяся литература, по переработке нефелинов — И. Н.Кит-лер и Ю. А. Лайнер Нефелино-комплексное сырье алюминиевой промышленности , 1962 г. и Комплексная переработка нефелинового шлама , под ред. В. И. Корнеева, 1974 г. — в основном посвящена получению глинозема и цемента. Производство кальцинированной соды и поташа 01свещен0 в этих работах лишь в незначительной степени. В настоящей книге описано современное состояние Производства соды, поташа и других солей из нефелинового сырья, изложены физико-химические основы производства соды и поташа при комплексной переработке нефелинов рассмотрены свойства сырья и способы его переработки, технологические схемы и аппаратура содовых цехов глиноземных производств. Особое внимание уделено математическому описанию физико-химических процессов, моделированию статики процесса разделения солей и его оптимизации. Раосмотрены системы автоматическото управления дана сравнительная оценка основных технико-экономических показателей производства. [c.5]

Учебник состоит из девяти глав. Главы I—П1 содержат основные положения и предпосылки метода математического моделирования, общие принципы и схемы построения математических моделей, а также характеристику двух направлений в химической кибернетике, которые определяют исходные позиции при составлении математического описания. В главах IV, Vи VI подробно рассматривается методика построения кинетических, гидродинамических моделей и моделей некоторых химических реакторов (математическое описание детерминированных процессов). В главе VII приведены примеры составления математических моделей процессов без химического превращения, протекающих в аппаратах химической технологии. В главе VIII изложена методика построения статистических математических моделей (стохастические процессы), дана краткая характеристика наиболее распространенных методов составления статистических моделей и примеры к каждому из них. Поскольку основной целью математического моделирования является оптимизация хими-ко-технологических процессов, заключительная — IX глава содержит некоторые сведения об оптимизации и постановке задач оптимизации, смысл и содержание которых иллюстрируются на конкретных примерах. В приложения включены некоторые таблицы и специальные термины, используемые при разработке статистических моделей. [c.8]

Для математического моделирования ХТС используют специальные программы ц и ф р о в о г о м о д е л и р о в а н и я (СПЦМ), построенные по блочному илн декомпозиционному принципу. Обобщенная функциональная схема СПЦМ ХТС состоит из следующих блоко.в (рис. П-7) 1—блок ввода исходной информации 2 —блок математических моделей типовых технологических операторов или модулей 3 —блок определения параметров физико-химических свойств технологачесних потоков и характеристик фазового равновесия 4 —блок основной исполнительной программы 5 —блок обеспечения сходимости вычислительных операций 6 — блок оптимизации и расчета характеристик чувствительности ХТС к изменению пара-метров элементов (технологических операторов) системы 7 — блок изменения технологической топологии ХТС 8 — блок расчета функциональных характеристик ХТС 9 —блок вывода результатов. [c.53]

Косунов A. О., Новиков A. И., Кафаров В. В. и др. Синтез сложных схем разделения многокомпонентных смесей.— В кн. Моделирование и оптимизация химико-технологических процессов и систем. 1975, с. 33— [c.419]

Вторая ступень иерархии биохимического производства представлена технологическими агрегатами, узлами, включающими взаимосвязанную совокупность нескольких технологических процессов и аппаратов, реализуемых на практике в виде отдельных цехов, комплексов. К особенностям второй ступени иерархии относится сочетание энергетических и материальных потоков в одну систему, обеспечивающую их наиболее эффективное использование с учетом технико-экономических и энергетических показателей. На данной ступени закладываются технологические основы создания безотходного производства с замкнутыми технологическими и энергетическими потоками. При этом возникают задачи создания агрегатов большой единичной мощности с высокими энерготехнологическими показателями и кибернетически организованной структурой связей, обеспечивающей передачу функций управления самому агрегату. Прн управлении подсистемами на данной ступени иерархии решаются задачи оптимального функционирования аппаратов в схеме, распределения нагрузок между аппаратами, достижения надежности их функционирования. В этом случае используются методы многоуровневой оптимизации, топологический анализ на основе теории графов, методы декомпозиции и эвристического моделирования систем, что требует применения ЭВМ. [c.42]