ВЫБОР ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

В книге описываются современные методы оптимизации отдельных аппаратов и химико-технологических систем (ХТС). В ней рассмотрены два класса оптимизационных задач химической технологии к первому классу относятся задачи оптимизации ХТС фиксированной структуры, ко второму — задачи выбора оптимальной структуры ХТС (синтез ХТС). Эти задачи возникают как при интенсификации действующих, так и при создании новых химико-технологических процессов, в том числе при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Несмотря на то, что методы решения задач синтеза ХТС начали развиваться в самое последнее время, их разработка стала одной их важнейших проблем математического моделирования химико-технологических процессов. Решение задач обоих классов должно стать неотъемлемой частью создания высокоэффективных химико-технологических процессов. [c.5]

Материалы для изготовления сосудов и аппаратов высокого давления следует выбирать в соответствии со спецификой их конструктивного исполнения, изготовления и эксплуатации, а также с учетом возможного изменения исходных физико-механических свойств материалов, находящихся под коррозионным воздействием обрабатываемой среды в условиях данного химико-технологического процесса. Так, при обработке водородсодержащих веществ на работоспособность аппарата оказывает особое влияние водородная коррозия, а при рабочих температурах выше 350 °С — ползучесть материала (стали). Кроме того, всегда нужно стремиться к низкой стоимости оборудования. Поэтому при выборе материалов предпочтение [c.118]

Оптимальная технологическая схема производства, разрабатывается путем выбора химико-технологических процессов требуемых типов и их инженерно-аппаратурного оформления (т. е. типов конструкций аппаратов), создания рациональной структуры технологических связей между аппаратами, определения конструкционных и технологических параметров аппаратов, а также параметров технологических потоков системы, которые обеспечат оптимальную величину показателя эффективности функционирования ХТС. [c.374]

Как и всякая прикладная наука, инженерная химия гетерогенного катализа должна строиться в соответствии с теми практическими задачами, которые она призвана решать. В данном случае это разработка гетерогенно-каталитических процессов для химической промышленности. При этом могут разрабатываться как новые, ранее не освоенные химико-технологические процессы, так и различные модернизируемые варианты существующих промышленных производств. В общем случае разработка каждого каталитического процесса состоит из трех этапов 1) выбор катализатора, 2) выбор режима процесса и 3) выбор реактора. В отдельных случаях задача может быть ограничена одним или двумя этапами. [c.6]

В предлагаемой книге авторы попытались систематизировать вопросы создания систем как качественно нового подхода к использованию вычислительной техники. Книга посвящена комплексному рассмотрению проблемы построения таких систем для анализа и синтеза химико-технологических процессов, изложению методологического подхода — от формулирования проблемы, разработки математического описания отдельных процессов до выбора средств вычислительной техники и языков программирования. Рассмотрены вопросы создания пакетов прикладных программ, техническое и системное математическое обеспечение Единой Системы электронных вычислительных машин (ЕС ЭВМ). Приведено математическое описание и структура систем для решения задач анализа физико-химических свойств веществ и расчета типовых процессов химической технологии. [c.5]

Задача интенсификации химико-технологических процессов заключается в выборе или поиске наиболее эффективной совокупности физических воздействий при заданной паре переменных вход - выход и наложенных ограничениях. После варьирования физическими воздействиями и их сочетаниями надо найти их наиболее целесообразную совокупность, которая обеспечивает проведение требуемого (возможно нового) процесса. Следующий этап заключается в разработке на этой основе аппарата, технико-экономические и прочие показатели которого превосходят показатели лучших существующих образцов. [c.11]

Выбор вида физического воздействия, его характеристик и способ организации процесса химических превращений определяется многочисленными факторами. В общей задаче интенсификации химико-технологических процессов важным является устранение условий, при которых скорость химических реакций лимитируется процессами тепломассообмена. Одним из существенных факторов является агрегатное состояние реагентов, от которого зависит целевая передача энергии воздействия реагирующим молекулам, а также возможность смешения исходных веществ, разделения продуктов реакции и другие процессы. [c.172]

Проектирование химических производств или предприятий — это процесс разработки проекта данного объекта химической промышленности, который начинается с выбора метода химического синтеза целевого продукта или с проведения теоретических и экспериментальных исследований физико-химиче-ской сущности вновь разрабатываемых химико-технологических процессов (ХТП) производства требуемого химического продукта, а заканчивается пуском в эксплуатацию построенного промышленное объекта. [c.14]

Книга посвящена анализу и синтезу химико-технологических процессов, разработке математических модулей отдельных процессов, выбору вычислительной техники и языков программирования. Рассмотрены вопросы создания пакетов прикладных программ, банков данных, технического и системного математического обеспечения. Изложены основы программирования на языках Фортран и ПЛ/1. Приведено математическое описание процессов ректификации, фазового равновесия. [c.2]

При решении такой задачи возникают определенные трудности даже в случае исчерпывающих сведений об адсорбционной установке и условиях ее функционирования. Однако в реальной ситуации многие характеристики химико-технологических процессов и связей аппаратов, а также свойства их объединений известны лишь приближенно и имеется бесконечное число возможных условий выбора той или иной установки. Разнообраз- [c.7]

Математические модели процессов массопередачи. Определение наиболее выгодного режима работы пенного аппарата и выбора на его основе оптимального управления является не, только задачей технологии, но и экономической задачей, решение которой возможно только на основе математического описания. Существующие в настоящее время методы моделирования химико-технологических процессов можно разделить на две группы. [c.223]

Для выбора ИП АСЗ используются формулы, позволяющие определить такие значения точности, надежности и динамических характеристик, входящих в АСЗ ИП, при которых обеспечивается требуемая безаварийность химико-технологического процесса. Такие характеристики ИП называются рациональными. [c.88]

Организация химического производства — процесс чрезвычайно трудоемкий. Необходимо решить много проблем, связанных с выбором сырья и способов его подготовки, определить оптимальные фиаико-химические параметры ведения химико-технологического процесса (температура, давление, применение катализатора и т. д.). Современное химическое предприятие характеризуется высокой степенью автоматизации. [c.167]

Задача оптимизации химико-технологических процессов по существу сводится к нахождению некоторого компромисса между выбором определенных условий проведения процесса (характер цели) и ограниченностью ресурсов (средства достижения цели). Характер компромисса, принятого при решении конкретной задачи, сказывается на форме критерия оптимизации и в большинстве случаев предполагает наличие явного указания на ограниченность ресурсов определенного вида, например, расходов сырья. Кроме того, при проведении конкретного химико-технологического процесса обычно должны быть выдержаны определенные условия, т. е. ограничения, налагаемые на значения его параметров эти ограничения связаны с характером принятой технологии и т. п. Ограничения, встречающиеся в задачах оптимизации химико-технологических процессов, можно подразделить на две группы. [c.105]

Изучаемый курс ставит целью дать студентам знания необходимые для синтеза и анализа систем контроля и управления химико-технологическими процессами. В процессе изучения курса вырабатываются навыки чтения функциональных схем контроля и регулирования, практического выбора технических средств управления, основ проектирования автоматических систем управления. Курс логически связан с предыдущими дисциплинами Неорганическая химия , Аналитическая химия , Физическая химия , [c.285]

Процессы, используемые в химической промышленности для производства продукции, весьма разнообразны и многочисленны. В них применяется сырье различного агрегатного состояния, разнообразные виды энергии, агрессивные и коррозионноактивные вещества. Управление этими процессами требует высокой степени точности в выборе параметров процесса и автоматизации управления им. Все эти условия определили с одной стороны — многообразие используемых в химическом производстве процессов и аппаратов, а другой — тенденцию к их унификации и общие требования, независимо от конкретного химико-технологического процесса. [c.104]

В книге в доступной форме изложены основы методов оптимизации химических производств (классический анализ, вариационное исчисление, принцип максимума, динамическое, линейное, нелинейное и геометрическое программирование). Сформулированы общие положения, касающиеся выбора критериев оптимальности химико-технологических процессов, и приведены их математические модели. Рассмотрены задачи оптимизации конкретных процессов. Второе издание (первое издание выпущено в 1969 г.) дополнено изложением основ геометрического программирования, а также примерами, иллюстрирующими практическую реализацию методов нелинейного программирования. [c.4]

Химические потенциалы являются функцией состояния системы и зависят от температуры, давления, энтропии, объема и концентрации. На их основе можно делать важные выводы, необходимые для выбора условий проведения химико-технологических процессов, в том числе выводы, которые обосновываются равновесием в одной фазе (1.7) и между фазами, а также энергией Гиббса реакции [см. уравнение (1.11)]. [c.11]

Управление отмеченными параметрами осуществляется автоматическими системами регулирования (АСР), расчет, проектирование и наладка которых проводятся обычно без учета динамических свойств конденсатора и носит зачастую субъективный, зависящий от опыта исполнителя характер. Вместе с тем требования, предъявляемые к качеству переходных процессов по регулируемым параметрам достаточно жестки, поскольку стабильная работа конденсатора во многом определяет возможность достижения необходимого качества работы связанного с конденсатором технологического аппарата. Значительная доля теплообменников-конденсаторов в аппаратурном оформлении химико-технологических процессов определяет необходимость выбора их параметров на стадии проектирования с учетом технико-экономических и технологических показателей. [c.11]

Таким образом, предложенный алгоритм позволяет решить весь комплекс задач, связанных с расчетом и оптимальным выбором поверхностного конденсатора и АСР. При этом, как нетрудно видеть, принципы его построения остаются неизменными при решении аналогичных задач для любого типового аппарата химико-технологических процессов. [c.26]

Настоящая глава посвящена рассмотрению практических примеров применения методов, классического анализа для решения задач выбора аппаратурного оформления и определения оптимальных условий для некоторых химико-технологических процессов. Как правило, разбираются задачи, в которых возможно получение более или менее законченного аналитического решения, представляющего в ряде случаев самостоятельный практический интерес для инженеров-технологов. [c.92]

Внешний потенциал информации о химико-технологических процессах очень велик. Для того чтобы пропустить информацию по весьма тесным каналам восприятия, мы вынуждены уменьшить этот потенциал и ограничить количество возможностей, между которыми делается выбор. Это достигается познанием процесса через модели — такие упрощенные системы, которые отражают отдельные ограниченные в нужном направлении стороны явлений рассматриваемого процесса. Потоки информации разбиваются на два этапа на первом модель сравнивается с явлением и считается удовлетворительной, если расхождение невелико на втором мы сравниваем наше о ж и д а н.и е с показанием модели. Этот процесс называется моделированием. [c.14]

УДК 681.3 66.012.1 ОПТИМАЛЬНЫЙ ВЫБОР СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ПМ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ОДНОГО КЛАССА ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [c.91]

Дано определение химической технологии как науки и объекта ее исследования — химического производства. Рассмотрены закономерности реакционных процессов химической технологии, основы теории, расчета и выбора химического реактора. Приведены методы анализа и синтеза химического производства как химико-технологической системы. Описано производство важнейших промышленных продуктов химической технологии и биотехнологии. Особо выделены химико-технологические процессы зашиты окружающей среды. [c.2]

Материалы для изготовления сосудов и аппаратов высокого давления следует выбирать в соответствии со спецификой их конструктивного исполнения, изготовления и эксплуатации, а также с учетом возможного изменения исходных физико-механических свойств материалов, находящихся под коррозионным воздействием обрабатываемой среды в условиях данного химико-технологического процесса. Так, при обработке водородсодержащих веществ на работоспособность аппарата оказывает особое влияние водородная коррозия, а при рабочих температурах выше 350 °С - ползучесть материала (стали). Кроме того, всегда нужно стремиться к низкой стоимости оборудования. Поэтому при выборе материалов предпочтение следует отдавать наиболее дешевым и менее дефицитным маркам стали, удовлетворяющим всем другим требованиям, вытекающим из условий эксплуатации оборудования (достаточной прочности, коррозионной стойкости, долговечности и т.д.). Известно, что углеродистые и низколегированные стали в несколько раз дешевле высоколегированных (теплоустойчивых, жаропрочных и коррозионно-стойких). [c.42]

В химической технологии, в отличие от механической, рассматриваются процессы, в которых исходные материалы претерпевают превращения, не только вызывающие изменения физических свойств вещества, но и приводящие к образованию веществ другого состава, с новыми химическими свойствами, что может сопровождаться изменением их агрегатного состояния. При выборе аппаратов для проведения этих процессов необходим учет важнейших факторов температуры, давления, химических свойств вещества и других определяющих условий реализации химико-технологических процессов. Так, многие процессы могут быть реализованы различными методами (например, процесс разделения многокомпонентных систем - методами ректификации, экстракции, [c.10]

При расчете теплообменника, как и любого другого аппарата для проведения химико-технологического процесса, не представляется возможным только на основе величин, имеющихся в задании на проектирование, однозначно определить все необходимые размеры и характеристики аппарата. Так, для расчета коэффициентов теплоотдачи необходимо задаться скоростью движения теплоносителя, диаметром труб и т.д. Таким образом, проектировщик при расчетах теплообменников к заданным (в проектном заданий) величинам вынужден добавлять ряд других величин, которые часто выбираются произвольно. Поэтому приходится делать ряд вариантов расчета, для того чтобы выбрать наиболее рациональный. При таком методе расчета теплообменников объем расчетных вариантов, да и сам выбор аппарата, во многом зависят от субъективных факторов. Поэтому наиболее рационально расчет и выбор аппарата для [c.351]

Именно в смысле использования того или иного технологического приема трактуется в курсе ПАХТ сам термин процесс. Различие отдельных химико-технологических процессов с точки зрения ПАХТ состоит в выборе (использовании) тех или иных приемов, в их числе и последовательности. Заметим, что многие из рассматриваемых в курсе ПАХТ приемов находят широкое применение также в пищевой, фармацевтической, металлургической и других областях промышленности. [c.32]

Выбор оптимального растворителя для проведения научного исследования или использование его в различных операциях химико-технологического процесса определяется рядом факторов физическими свойствами, растворяющей способностью, стабильностью, токсичностью, доступностью, способностью влиять на скорость и направление протекания химической реакции и др. [c.63]

При оптимизации химико-технологических процессов или объектов в математические модели входят параметры, определяемые с разной степенью точности. Кроме того, при реализации процесса возможны непредсказуемые изменения некоторых параметров. Следовательно, для окончательного решения задачи необходимо знать влияние такого рода факторов на выбор оптимального варианта. Это возможно сделать при анализе чувствительности целевой функции по отношению к отклонению параметров от оптимального режима. При этом необходим определенный компромисс между оптимальностью и чувствительностью. [c.78]

В книге в доступной форме изложены основы методом оптимизации (классический анализ, вариационное исчисление, принцип максимума, динамическое, линейное и нелинейное программирование) с иллюстрацией их на объектах химической технологии. Сформулированы общие положения, касающиеся выбора критериев о[1ти-мальности химико-технологических процессов, и приведены их математические модели. Рассмотрены задачи, связанные с оптимизацией конкретных процессов. [c.4]

Книга посвящена теории и практике проектирования химико-технологических процессов с помощью электронных вычислительных машин. Автор — видный американский спе. циалист, известный своими работа.ми по автоматическому управлению химическими процессами и применению машинных методов в их проектировании, — рассматривает проблему разработки нового технологического процесса как комплекс связанных между собой задач (выбор оптимальных кинетических условий процесса, вопросы тепло- и массообмена, аппаратурного оформления и оснащения контрольно-измерительными приборами и средствами автоматики). Останавливаясь в основном на применении аналоговых машин, автор реко-. Нвядует с их помощью моделировать процессы, протекающие в системе, и выбирает оптимальный вариант технологической схемы, ее аппаратурного и приборного оснащения. Книга хорошо иллюстрирована, снабжена большим числом примеров и обширной библиографией. [c.4]

Макрокинетические исследования начинают с выбора типа аппарата н его математической модели, опыты проводят на укрупненных опытных установках в условиях автоматизированного эксперимента. В настоящее вред1я все многообразие хил1ико-тех-нологических аппаратов и протекающих в них процессов можно спстематизировать по видам их математических моделей (модели вытеснения, диффузионные, ячеечные и комбинированные). Подготовленность математического описания этих видов моделей позволяет составить полную математическую модель реального химико-технологического процесса с учетом макрокинетических ограничений, связанных с конкретными промышленными условиями протекания процесса. В настоящее время для научного исследования всех типовых процессов химико-технологического производства подготавливаются библиотеки программ и алгоритмов их математических моделей. Все исследования химико-технологического процесса на макроуровне проводят также с использованием ЭВМ, что резко сокращает число требуемых опытов и позволяет рекомендовать промышленности только оптимальные варианты протекания химико-технологического процесса. [c.29]

Используя вертикальный аппарат объемного типа с мешалкой в качестве реактора, надо учитывать как конструктивные и эксплуатационные характеристики аппарата могут наилучшим образом обеспечить режим синтеза данного полимера. Сложность выбора аппарата объемного типа для применения его в качестве реактора в химико-технологическом процессе состоит в том, что при синтезе и даже в процессе нагревания или охлаждения меняются физико-химические и теплофизические свойства реакционной массы, причем для выбора реактора важно знать изменение этих свойств не только для самого полимера, но и для реакционной смеси, находяшейся в аппарате в данный момент синтеза. [c.6]

Для выбора аппарата объемного типа в качестве реактора надо, очевидно, сначала выявить необходимую емкость реактора, а затем из набора серийных аппаратов рассчитанного объема выбрать такой аппарат, конструктивные и эксплуатационные характеристики которого наилучшим образом обеспечат макрокинети-ческие условия проведения того или иного химико-технологического процесса и возможность использования данного аппарата по условиям его прочности. [c.8]

Исходя из кинетики протекающих реакций (33—3I и макрокинетических исследований, определяют требу мые гидродинамические и тепловые режимы синтезг а уже затем в соответствии с упомянутыми условиям выбирают тип стандартного аппарата и мешалш Ниже приведены методы расчета, которые позволяю осуществить выбор необходимого для данного процесс реактора объемного типа с мешалкой, исходя из вли5 ния перемешивания (33—36] при гомогенных и гетере генных химико-технологических процессах. Но прен де рассмотрим различные способы организации глдрс динамических процессов в реакторах объемного типа основные конструктивные характеристики аппарате мешалок, влияющие на гидродинамический режим реакторе. [c.14]

Введение отдельного практикума по физическим и физико-химическим методам анализа в курс аналитической химии для сту-дентов-технологов подчеркивает ведущую роль этих методов в аналитической химии. Все большее число возможных принципов анализа реализуется в инструментальных методах, появляются узко специализированные приборы для анализа того или иного конкретного продукта, а также приборы для автоматического контроля химико-технологических процессов. Увеличивается число приборов, предназначенных для анализа комбинированными методами, например в газовых и жидкостных хроматографах применяются датчики, действие которых основано на самых разнообразных физических и физико-химических методах. Все это усложнило выбор методов анализа для практикума и поставило проблему рациональной последовательности подачи материала. [c.6]

Для изучения химико-технологических процессов создаются АСНИ, специализированные на задачах анализа кинетики каталитич. хим. р-ций. Элементы исследуемого объекта-реакционноспособные фрагменты молекул и активные центры катализатора осн. задача-выбор эффективных каталитич. системы и режшыа работы катализатора. Для решения этой задачи синтезируются варианты гипотетич. маршрутов хим. р-ций, по к-рым в ЭВМ автоматически составляются системы дифференц. ур-ний, представляющих собой мат. модели кинетики р-ций. Число вариантов моделей ограничивается по результатам предварит. экспериментов. На основе анализа входных и выходных расходов и концентраций потоков, т-р и давлений в исследуемых реакторах (в контролируемых условиях тепло- и массообмена внутри реакц. слоя) оцениваются константы скоростей и энергии активации в ур-ниях кинетики. Анализ особенностей кинетич. ур-ний дает возможность планировать последующие эксперименты для сокращения числа гипотез и выбора оптимальных условий использования каталитич. системы. Выявление лимитирующих стадий процесса позволяет найти направление совершенствования катализатора. Принципиальное улучшение исследований данного класса стало возможным на базе изучения кинетики хим. р-ций в динамич. режимах и благодаря слежению физ. методами (ЭПР, диэлькометрия и др.) за состоянием активных центров катализатора в ходе р-ций. [c.27]

Решение задач оптимизации химико-технологического процесса предусматривает звание механизма и кинетики химических реакций, обосвование выбора аппаратуры, в частности реакционных устройств, и т. д. [c.181]

Сущность эволюционного подхода заключается в последовательном улучшении произвольно выбранного на первом этапе варианта синтеза ХТС. Производится выбор узкого места , т. е. наиболее неэффектив ного звена исходной схемы, и замена его более эффективным. Получен ная схема вновь исследуется и вновь выявляется неэффективное звено Процесс повторяется итеративно до получения оптимально организован ной (в некотором смысле) схемы химико-технологического процесса [c.108]