Химическое производство как сложная система

Третью ступень иерархической структуры образуют сложные ХТС, отвечающие отдельным химическим производствам, и системы технологического и организационного управления химических производств.. [c.14]

I ступень иерархии — типовые химико-технологические процессы (механические, гидродинамические, тепловые, диффузионные, химические) и локальные системы стабилизации II ступень иерархии — химико-технологические системы, соответствующие технологическим цехам или участкам, САУ процессами организационного и технологического функционирования цехов или участков и САУ химико-технологическими системами III ступень иерархии — сложные химико-техно-логические системы, отвечающие химическим производствам целевых или промежуточных продуктов, и САУ организационного и технологического функционирования производств IV ступень иерархии — химическое предприятие (завод) в целом п автоматизированная информационная система организационного управления предприятием 1, 2.....N.....>5 — подсистемы I и II [c.14]

Сложность ХТС. При технологическом проектировании химических производств должен осуществляться выбор ХТС, оптимальной с точки зрения выбранного критерия эффективности, из некоторого набора возможных альтернативных вариантов ХТС. Однако, если существуют некоторые варианты системы, эквивалентные по показателям эффективности, то преимущество обычно получает менее сложный из этих вариантов. [c.38]

Иерархия химико-технологических систем. Любое химическое производство представляет собой последовательность трех основных операций подготовка сырья, собственно химическое превращение и выделение целевых продуктов. Эта последовательность операций воплощается в единую сложную химико-технологическую систему (ХТС). Современное химическое предприятие состоит из большого числа взаимосвязанных подсистем, между которыми существуют отношения соподчиненности в виде иерархической структуры с тремя основными ступенями (рис. 1). При этом системы, относящиеся к более низкой сту- [c.11]

Учебный курс Общая химическая технология входит в цикл общепрофессиональных дисциплин и представляет собой введение в химическую технологию как науку. Целью курса является знакомство с химическим производством - сложной химико-технологи-ческой системой, а также рассмотрение общих проблем анализа и синтеза химических производств. Соответственно, обобщающее начало в курсе преобладает над описательным. [c.3]

Любое химическое производство представляет собой совокупность большого числа взаимосвязанных технологических аппаратов, предназначенных для выполнения требуемого физико-химического преобразования исходного сырья. Исследование и оптимизация не отдельных аппаратов, а всей совокупности аппаратов химического производства или технологического цеха позволяют получить наибольший экономический эффект, так как оптимальные значения критерия функционирования всего производства не являются аддитивными функциями оптимальных значений критериев функционирования каждого аппарата. Отдельные технологические цехи и химические производства представляют собой сложные химико-технологические системы. [c.11]

Современное химическое производство - сложный комплекс, состоящий из большого числа агрегатов, соединенных многочисленными связями, - сложная химико-технологическая система. Может показаться, что для достижения максимальной эффективности процесса достаточно заранее определить оптимальный режим и строго придерживаться его. В реальных условиях всегда имеют место возмущения условий процесса и изменения его параметров. [c.296]

Процесс проектирования химических производств как объект автоматизации представляет собой сложную кибернетическую систему. Эта кибернетическая система осуществляет сбор и переработку входной научно-технической информации для проектно-конструкторских разработок в выходную информацию в виде проекта нового производства или предприятия (рис. П1-1). Входная информация для проектно-конструкторских разработок (и) образована совокупностью внутренней (/и) и внешней (/ ) научно-технической информации проектной организации,—головного исполнителя проекта. [c.110]

При решении задач синтеза отдельных стадий химического производства наибольший интерес представляют алгоритмы, пост-роенные с учетом специфики внешних источников и стоков тепла. Причем внешними по отношению к данной стадии могут быть потоки других стадий. Естественно, задача синтеза становится значительно сложнее, снижается управляемость производством вследствие появления дополнительных перекрестных связей, но достигается максимальная степень рекуперации энергии внутри схемы. По суш еству, этот переход от декомпозиционного принципа к совместному синтезу приводит к формированию соответствуюш ей стратегии и критерия оптимальности. Совместный синтез в равной степени может привести к изменению традиционной структуры каждой из стадий, поскольку они будут формироваться исходя из единого критерия оптимальности. Примером такой стратегии является синтез теплообменной системы одноколонной ректификационной установки на основе термодинамического метода [31, 32]. [c.468]

В основу классификации черных металлов положен их химический сослав В общем случае черные металлы — это сложные системы, которые помимо железа и углерода содержат разнообразные примеси (серу, азот, фосфор, кремний и др.), вносимые в металл из исходного сырья в процессе производства, а также металлы целенаправленно добавляемые с целью прида- ния сплаву определенных свойств. [c.43]

Химико-технологическая система (ХТС) — это совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как одно целое аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций (подготовка сырья, собственно химическое превращение и выделение целевых продуктов). Как любая сложная система химическое предприятие состоит из большого числа взаимосвязанных элементов или частей целого. С точки зрения исследовательских задач понятие элемента системы весьма относительно. Если в качестве сложной системы рассматривать химическое предприятие, то его элементами можно считать отдельные химические производства или технологические цехи. Если сложной системой является технологический цех или технологическая линия, то их элементами служат отдельные аппараты и агрегаты. При изучении отдельного аппарата как системы, нанример ректификационной колонны, ее элементами являются тарелки. [c.11]

ХТС, которые соответствуют химическим производствам и технологическим цехам химических предприятий, свойственны все характерные признаки больших или сложных систем 1) определенная целенаправленность или наличие общей цели функционирования всей системы (все технологические аппараты и потоки объединены для выпуска продукции) 2) большие размеры как но числу элементов, составляющих систему, так и по числу параметров, характеризующих процесс ее функционирования (большое число аппаратов, связанных технологическими потоками) 3) сложность поведения системы, проявляющаяся в большом числе переплетающихся взаимосвязей между ее переменными (изменение режима работы одного аппарата может оказывать влияние на работу производства в целом) 4) выполнение системой в процессе ее функционирования некоторой сложной и многофакторной целевой функции 5) высокая степень автоматизации процессов управления производством с применением цифровых и аналого-цифровых вычислительных машин и др. [c.13]

Для задач оптимального управления современными химическими производствами характерна четко выраженная иерархическая структура в соответствии с конкретным назначением системы. Первый уровень составляют задачи управления отдельными процессами производства, которые в простых случаях решаются чаще всего локальными средствами автоматизации, а в более сложных случаях относительно несложными вычислительными устройствами, реализующими заданный алгоритм оптимального управления. [c.16]

Понятие физико-химической системы и технологического оператора. Основу современного кибернетического подхода к решению проблем химической технологии составляет системный анализ, в соответствии с которым задачи исследования и расчета отдельных технологических процессов, моделирования и оптимизации сложных химико-технологических систем (ХТС), оптимального проектирования химико-технологических комплексов решаются в тесной связи друг с другом, объединены обш,ей стратегией и подчинены единой цели созданию высокоэффективного химического производства. [c.6]

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]

Машины химических производств представляют собой сложный технический объект, т. е. являются сложной системой, состоящей из большого числа взаимодействующих элементов. Система характеризуется связностью ее элементов, управляемостью, изменяемостью и иерархичностью, т. е. возможностью расчленения на уровни. На [c.7]

На крупном химическом предприятии вследствие большого разнообразия условий труда (работа в отапливаемых и неотапливаемых зданиях, на открытых установках, токсичность и взрывоопасность некоторых производств и т. п.) имеется развитая и сложная система обслуживания трудящихся, в состав которой входят объекты коммунального и санитарно-гигиенического, медицинского, культурно-массового, торгового и бытового назначения. Номенклатура, состав и размещение этих объектов влияют на культуру и эффективность производства. [c.122]

Производственные процессы в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях могут существенно различаться видом сырья и продукции, условиями проведения, мощностью аппаратуры и т.д. Однако при всем многообразии конкретных процессов современное химическое производство имеет одно общее это сложная химико-технологическая система, состоящая из большого числа аппаратов и разнообразного оборудования (узлов) и связей (потоков) между ними. При этом под химико-технологической системой (ХТС) понимается совокупность всех процессов и средств для их проведения с целью получения продукта заданного качества и в требуемом количестве. [c.138]

В связи с созданием ХТС большой единичной мощности (крупнотоннажных агрегатов) особую актуальность приобретает решение таких сложных и по существу новых для проектирования объектов химической про мышленности проблем, как обеспечение необходимой надежности и эффективности эксплуатации вновь создаваемых химических производств. В настоящее время проработка вопросов надежности ХТС часто носит характер интуитивных оценок, а вопросы планирования ремонтов на действующем производстве при проектировании ХТС в большинстве случаев решаются перенесением опыта, сложившегося на аналогичных производствах, находящихся в эксплуатации. Однако в случае резкого укрупнения мощности оборудования ХТС аналогия характеристя старого и нового о-борудова.ния тaнo вит я весьма условной. Поэтому необходимо уже при проектировании оценивать надежность ХТС с тем, чтобы внести требуемые коррективы в проектное решение для обеспечения высокой эффективности действующей системы. Нужно также определять оптимальные сроки планирования ремонтов оборудования в период эксплуатации ХТС. [c.35]

Суть предложения заключается в том, что между окружающей природной средой и технологической сре/юй, в химико-технологических системах(или в системах транспорта и хранения химических продуктов) кроме стенок аппаратов и трубопроводов сооружается оболочка той или иной степени сложности, от простой (типа кожуха дпя продуктопровода) до сложной многофункциональной (специальное здание для химических производств). [c.27]

Слоевой метод сжигания твердого топлива до настоящего времени занимает видное место наряду с факельным (камерным) способом сжигания. Слоевые топки и аппараты для сжигания топлива широко применяются в энергетике, металлургии и химическом производстве. Высокая стабильность процесса горения в широком диапазоне форсировок, возможность организации сжигания топлив с различной начальной влажностью без предварительной подсушки, отсутствие сложной и энергоемкой системы пылеприготовления, простота в управлении — все эти обстоятельства делают слоевые топочные устройства предпочтительными на установках сравнительно небольшой производительности. [c.221]

Аналитическая служба — это сложная система, позволяющая получить данные о химическом составе (реже —химическом строении веществ), которые необходимы для материального производства, рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, научных исследований . Аналитический [c.227]

Изучение физической и коллоидной химии дает возможность получить более глубокие знания об окружающем мире и, в частности, позволяет на более высоком уровне решать проблемы, связанные с развитием научных основ ведения сельского хозяйства. Физико-химический подход позволяет понимать процессы, идущие в такой сложной системе, как почва, улучшать производство новых удобрений, внедрять более эффективные методы разработки и вводить химические средства борьбы с вредителями и болезнями растений. Исследования фотохимических реакций, столь блестяще начатые К- А. Тимирязевым, позволяют глубже понять сущность сложных процессов фотосинтеза. Исследование почвенных коллоидов — необходимое условие повышения плодородия. [c.7]

ХИМИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО КАК СЛОЖНАЯ СИСТЕМА [c.119]

Рассмотрению химического производства как сложной системы посвящены работы В. В. Кафарова, показывающие пути исследования и оптимизации ХТС. А именно принимается, что химическое предприятие можно представить в виде отдельных систем (подсистем), взаимодействие между которыми соответствует иерархической структуре, изображенной на рис. 47. Первая ступень иерархии— типовые технологические процессы механические, гидромеханические, тепловые, диффузионные, химические. Вторая ступень — химико-технологические системы, соответствующие цехам или участкам. Третья ступень — сложные химико-технологические системы, отвечающие производствам целевых или промежуточных продуктов. Четвертая ступень — химическое предприятие в целом. [c.120]

Методология системного анализа, применяемая для рассмотрения химико-технологического процесса как сложной системы ХТС, дает возможность составления ее математической модели. Использование такой модели позволяет оптимизировать при проектировании и эксплуатации химических производств не только отдельные стадии, но и весь процесс в целом. [c.133]

Предприятия химической промышленности достаточно энергоемки для обеспечения переработки сырья в конечные продукты расходуется около 15% всех вырабатываемых энергоресурсов. Энергетическая система - важный и сложный элемент химического производства (поз. 5 на рис. 2.1). Расход энергии, потребляемой непосредственно для получения продукта, в несколько раз меньше расхода, обеспечивающего условия его производства. Кроме того, нередко химические превращения сопровождаются выделением энергии (экзотермические реакции), и в энергетической системе, кроме обеспечения распределения энергии по стадиям переработки, должна быть предусмотрена возможность вторичного использования выделяемой энергии для нужд производства. [c.19]

Виды компрессорных систем, применяемых в промышленности, весьма разнообразны и значительно отличаются друг от друга не только по назначению, но и по типу, конструкции и условиям работы основных элементов. Вследствие этого разнообразны и характеристики сети, на которую работает компрессор. В системах воздухосиабжения предприятий характеристики сети могут быть представлены в виде степенных зависимостей от производитель ности. В холодильных машинах отношение давлений вдоль характеристики сети лишь немного снижается с уменьшением производительности, но сильно зависит от температуры окружающей среды. В компрессорных системах химических производств отношение давлений определяется требованиями технологии и т. п. Поэтому моделирование компрессорных систем следует проводить на основе системного подхода, рассматривая их как сложные системы, в состав которых входит определенный набор элементов. Каждый из этих элементов, в свою очередь, является системой более низкого ранга, включающей в качестве подсистем свои элементы и т. д. [c.181]

Практически автоматизация процесса проектирования объектов химической промышленности осуществляется путем создания автоматизированной системы проектирования химических производств и предприятий (АСПХИМ) на базе широкого использова-иия современных средств вычислительной техники в виде комплексов ЭВМ третьего и четвертого поколений, образующих сложные информационно-вычислительные системы (ИВС). [c.115]

Вычислительные машины серий ЕС ЭВМ и АСВТ в наибольшей степени удовлетворяют требованиям, которые предъявляются к техническим средствам АСПХИМ. Благодаря агрегатному принципу построения и унифицированной системе внешних связей машины серий ЕС ЭВМ и АСВТ позволяют строить ИВС различной конфигурации и изменять их конфигурацию путем доукомплектования ИВС нужными устройствами без изменения остального оборудования и программ. Работа центрального процессора в этих машинах совмещается по времени с работой внешних устройств, что позволяет повысить эффективное быстродействие ИВС возможность мультипрограммной работы позволяет подключа.ть специальные внешние устройства ввода— вывода информации — графопостроители, координатографы и дисплеи, не занимая практически времени процессора на их обслуживание. В этих машинах ряд удобств для программирования сложных задач проектйрова--ния химических производств дает большой набор универсальных команд (в том числе команды обработки символьной информации и возможность работы с операндами переменной длины). Развитая система аппаратного контроля обеспечивает достоверность результатов счета, что намного облегчает программирование при использовании ЭВМ этих серий в АСПХИМ. [c.132]

В общем случае згправление процессом функционирования сложных ХТС осуществляют на двух уровнях — технологическом ц организационном. Каждое химическое производство или технологический цех, а также химическое предприятие в целом представляют собой совокупность двух подсистем — ХТС и САУ, которые действуют совместно как одна сложная кибернетическая система, обеспечивающая в результате своего функционирования получение требуемых продуктов и полупродуктов. [c.13]

Сложный типовой процесс, составляющий отдельную единицу первой ступени иерархической структуры химического производства, в общем случае формулизуется как физико-химическая система (ФХС) —многофазная многокомпонентная сплошная среда, распределенная в пространстве и переменная во времени, в каждой точке гомогенности которой и на границе раздела фаз происходит перенос вещества, энергии и импульса при наличии их источников (стоков). [c.19]

Конечная цель системного анализа на уровне отдельного химико-технологического процесса — построение функционального оператора (модуля химико-технологического процесса), который используется в дальнейшем для решения задач оптимизации, управления, проектирования процессов, а также для решения задач выс-щих ступеней иерархии химического производства. Необходимость применения системного подхода особенно остро стоит при анализе сложных ФХС, т. е. систем, для которых характерны многообразие явлений, совмещенность и взаимодействие явлений различной физико-химической природы. К таким системам можно отнести процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. [c.3]

Хотя (1) дает возможность установить необходимое число переменных, свидетельствующее о том, что система находится в равновесии, никакой дополнительной информации оно не сообщает. Гиббс ввел также понятие свободной энергии и показал, что при термодинамическом равновесии свободная энергия данной системы должна быть минимальной. Это утверждение является основой для расчетов и может быть использовано как для систем, в которых происходят процессы физической природы, так и для тех, в которых протекают химические реакции. Из-за огромного объема расчетов они могут проводиться только на ЭВМ. Тем не менее в сложных системах, таких, которые протекают в установке, предназначенной для производства серы из сероводорода 15], привлечение понятия минимальности свободной энергии позволяет определить состав в состоянии рав 10весня. Оно использовалось также для систем, находящихся в физическом равновесии, таких, как система кидкость — пар, [c.164]

Таким образом, подводя итог вышеизложешюму, следует отметить следующее 1) искусственные нейронные сети - чрезвычайно быстро развивающаяся область знания, внедряющаяся во многие прикладные исследования 2) в химии и химической технологии к настоящему времени нейронные сети успепшо применены для предсказания физико-химических свойств соединений и их смесей, управления химико-технологическими процессами и системами, диагностике химических производств, а также аппроксимации сложных функционаганых зависимостей 3) исследования по поиску новых приложений нейронных сетей шггенсивно ведутся, и, скорее всего, в ближайшем будущем появятся новые и интересные приложения их в химической науке. [c.77]

Управление химическим производством и выполнение всякой иауч-но-нсследовательской работы по химии или химической технологии основано на рационально построенном системе химико-аналитического контроля как отдельных стадий, так и всего процесса в целом. Исчерпывающая информация о состоянии наблюдаемой системы, ее составе (элементном и фазовом), о свойствах получаемых продуктов, их строении, наличии в них примесей, и т. п. возможна лишь при использовании регистрирующих, сигнализиру]0щих, блокирующих, вычислительных и управляющих машин и приборов, зачастую являющихся сложными электронными системами. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология