Оптимизации последовательности реакторов

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]

V. Оптимизация последовательности реакторов идеального смешения [c.2]

В последнее время большой интерес вызывают вопросы оптимизации сложных химико-технологических схем, состоящих пз многих связанных между собой аппаратов Одной из типовых схем является последовательность аппаратов. Задача оптимизации последовательности реакторов идеального смешения, каждый из которых описывается конечными уравнениями, как отмечалось ранее, рассмотрена [c.11]

ОПТИМИЗАЦИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ РЕАКТОРОВ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ [c.152]

Отметим, что подробно рассмотренная в главах IV, V и VI задача оптимизации последовательности реакторов является по существу задачей оптимизации последовательности соединительных блоков. Поэтому здесь приведены более сложные схемы. Для простоты [c.194]

Использование этого подхода к задаче оптимизации последовательности реакторов идеального смешения [И, с. 50] показало его эффективность. На этом примере ясно видна также польза введения дополнительных поисковых переменных для распараллеливания вычислений в случае использования многопроцессорных ЭВМ или многомашинных комплексов. Благодаря последовательной структуре схемы (см. рис. 22) здесь может эффективно использоваться только одна ЭВМ. Введение же дополнительных поисковых переменных позволяет параллельно обрабатывать отдельные участки на нескольких ЭВМ. [c.136]

Оптимизации последовательности реакторов [c.417]

В последние годы в Советском Союзе издан ряд книг по вопросам математического моделирования, расчета и оптимизации химических реакторов. Тем не менее, перевод и издание монографии Р. Ариса, крупного американского специалиста в этой области, представляется весьма целесообразным. Предлагаемая читателю книга отличается от других книг этого направления тем, что в ней с максимальной последовательностью проводится строгий математический подход в постановке и решении рассматриваемых задач. Некоторое абстрагирование от излишних физических и химических деталей предмета и четкая формализация проблемы представляются особенно необходимыми сейчас, в период становления научных основ проектирования и эксплуатации химических реакторов и отхода в этой области техники от чисто эмпирических методов. Вероятно, наибольшую ценность такой подход имеет при обучении студентов и аспирантов, для которых автор и предназначает свою книгу. [c.5]

В более сложных задачах оптимизации, возникающих на практике, нашей целью может быть сведение к минимуму стоимости последовательности реакторов, зависящей некоторым, иногда весьма сложным образом от параметров процесса. Нри этом может оказаться необходимым учитывать уравнение теплового баланса, поскольку расходы на ведение процесса, очевидно, будут зависеть от температуры в реакторах и количества теплоты, которое следует отвести. Таким образом, расходы на ведение процесса и капитальные затраты будут некоторой функцией варьируемых параметров [c.197]

Мы рассмотрим только простейшую задачу оптимизации трубчатого реактора для случая обратимой экзотермической реакции. Опыт, который мы приобрели, исследуя последовательности реакторов [c.265]

Следующий важный этап оптимизации химических реакторов — выбор метода расчета оптимальных режимов. Широкое распространение получили как классические методы математического анализа и вариационного исчисления, так и новые методы — принцип максимума динамическое и нелинейное программирование. В системе автоматической оптимизации время расчета оптимальных режимов Тр должно быть существенно меньше среднего времени между двумя последовательными возмущениями, т. е. [c.21]

Сформулируй задачу оптимизации последовательности жидкофазных реакторов с мешалками и решите ее (реакция первого порядка, температуры в реакторах одинаковые). [c.211]

В девятой главе рассмотрены методы оптимизации, предлагаемые для расчета ступенчатых и непрерывных систем. Здесь под ступенчатыми понимаются многостадийные процессы, происходящие, например, в последовательности реакторов и т. п. Для рещения задачи оптимизации таких систем предлагаются методы вариационного исчисления, принципа максимума Понтрягина, динамического программирования. После описания этих методов рассматривается возможность их применения для различных задач. Изложены принципы решения нестационарных задач. В заключение проводится сравнение методов оптимизации, описанных в четвертой и девятой главах, и даются некоторые рекомендации по их использованию. [c.8]

Бесков и Слинько проанализировали условия, необходимые для оптимизации каталитических реакторов. Анализ предварительно полученных кинетических закономерностей позволяет определить теоретический оптимальный режим, т. е. такие условия ведения процесса, при которых заданные выходы продукта и избирательность достигаются при минимальных затратах катализатора например, для одной обратимой реакции оптимальная температура снижается с ростом степени превращения (рис. VH-7, а). Аналогичная картина возможна для двух последовательных реакций (рис. VU-7, б), но для двух параллельных реакций оптимальная температура может возрастать (рис. VII-7, в). На рис. VII-7 приведены и другие примеры оптимального температурного режима [c.339]

В разд. 8 рассматривается вопрос оптимизации работы отдельного аппарата, а в разд. 10 обсуждается оптимизация химического завода с большим числом аппаратов. Разд. II и 12 посвящены задаче минимизации стоимости транспортировки жидкости в трубопроводе. В заключение рассмотрен вопрос получения максимального к. п. д. в системе последовательных реакторов путем соответствующего распределения затрат по отдельным реакторам. В отличие от обычной аддитивной формы функционального уравнения мы имеем здесь мультипликативную форму. [c.56]

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]

Все сказанное выше относительно оптимальной температурной последовательности в реакторе вытеснения относится в равной мере к реакторам смешения. Если проводить рассмотренные реакции в аппарате этого типа, то будет иметь место ряд оптимальных стационарных температур для различных ступеней. В этом случае для оптимизации можно воспользоваться еще одной группой переменных — относительными объемами или временами пребывания. [c.138]

Единый подход к решению широкого класса задач па разыскание экстремума функции большого конечного числа переменных дает теория динамического программирования Веллмана [7]. Сущность этой теории покажем на примере типичной задачи оптимизации, возникающей в химической технологии. Требуется найти оптимальный режим для последовательности N реакторов (или Л -стадийного аппарата), причем на каждой стадии варьируется М независимых переменных. Пронумеруем реакторы в обратном порядке, так что первый номер присваивается последнему, а N-й — первому по ходу потока реактору. Состояние потока на выходе п-го реактора обозначим индексом 71 в соответствии с этим исходное состояние потока обозначается индексом -/V 1 (рис. 1Х.З). Состояние реагирующего потока в общем случае описывается некоторым вектором X. Вектор X часто совпадает с вектором состава С в более сложных случаях, однако, компонентами вектора X могут быть, помимо концентраций ключевых веществ, также и температура потока, давление и пр. [c.381]

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]

Отметим, что при оптимизации обратимых экзотермических реакций теоретически предсказывается убывающая последовательность температур в направлении от входа к выходу реактора характер оптимального температурного профиля сложных (последовательных или параллельных) реакций зависит от соотношения энергий активации их элементарных стадий. [c.116]

Метод динамического программирования применим к любым многостадийным процессам, в которых на каждой стадий надо принимать решения для оптимизации всего процесса. Среди работ, в которых этот метод использовался для оптимизации химических реакторов, прежде всего надо отметить цикл работ Р. Арпса, которые затем были обобщены в его монографии . При полющи указанного метода Р. Арис рассмотрел оптимизацию последовательности реакторов идеального смешения адиабатических полочных реакторов с охлаждением потоков между полками теплообменниками (или исходным реакционным газом, либо газом, отличным от исходного), а также оптимизацию реактора идеального вытеснения. В частности, он получил ранее найденные методом вариационного исчисления уравнения оптимальной температурной кривой в реакторе идеального вытеснения для общего случая. [c.10]

Современные химико-технологические процессы представляют из себя совокупность аппаратов, в которых исходные вещества проходят различные стадии обработки, превращаясь в конечные продукты. Важной частью шогих таких процес сов является последовательность реакторов, осуществлящих химическое превращение сырья в полезные продукты, являющаяся основным звеном, определяющим эф фективность работы всего производства. В связи с этим первостепенное значение приобретает разработка методов оптимизации последовательности реакторов. При оптимизации всего химического процесса в целом оптимизация последовательности реакторов выступает как субоптимизация, дащая основной, а в ряде случаев решающий вклад в общий критерий оптимальности. [c.339]

Большинство исходных данных, необходимых для оптимизации промышленного реактора, можно получить в химической лаборато-рпп. Необходимо иметь сведения о самом дешевом С11 рье, предпочтительной последовательности реакционных фаз при сложном синте.зе, наиболее подходящем катализаторе, возможном нснользованни побочных продуктов и т. п. При оценке результатов экспериментов, связанных с этими вопросами, химик руководствуется в основном полученным выходом целевого продукта. Когда принято решение относительно тина реактора, необходимы дополнительные лабораторные сведения о влиянии переменных процесса па скорости пре-вращепия всех используемых реакций. [c.200]

Для оптимального проектирования трубчатого аммиачного реактора использовался симплексный метод 176], хорошо приспособленный к существенно двумерной задаче оптимизации. Последовательность вычислений, изображенная графически в плоскости переменных — температуры ка входе и охлаждающего фактора (две переменные, оставленные на усмотрение проектировщика), — представляет собой цепь смежных треугольников (двумерных симплексов), вытянутую в направлении точки оптимума и в конце концов окружающую эту точку. Окончательное расположение оптимума уточняется путем квадратичной аппроксимации заключителыюй гексагональной системы точек симплекс-метода. [c.176]

Задача из многомерной свелась к одномерной. При заданных и Ха выбирают некую степень превращения Х) после первого слоя. Затем последовательно рассчитывают начальную температуру Г2н во втором слое из (2.182) превращение во втором слое Х2, интефируя по х (2.181) до достижения нулевого значения интефала Гз,, из (2.182) и хз из (2.181) и так далее, вплоть до х . Если значение х совпадает с х , то оптимальный режим найден, если же нет, то ищут новое значение только одного параметра Х . На этом алгоритме построены задачи оптимизации многослойных реакторов окисления диоксида серы, синтеза аммиака, конверсии оксида углерода и других. [c.158]

Получение синтетических каучуков, в частности, изопре-нового, бутадиенового и зтиленпропиленового,проводится в батарее последовательных реакторов, через теплопередающую поверхность которых отводится значительная часть тепла реакции, а перемешивающие устройства обеспечивают необходимую степень гомогенизации. Так как эти процессы сопровождаются выделением большого количества тепла, то определение минимального количества реакторов и их конструктивных характеристик, обеспечивающих поддержание заданной температуры реакции, является одной из основных задач оптимизации процесса. [c.227]

На химическом заводе фирмы В. Р. Ооос1г1сЬ hemi al Со. в г. Калверт-Сити (Кентукки) установлена УВМ типа К -300, предназначенная для управления одновременно двумя процессами процессом получения хлорвинила термическим пиролизо1М дихлорэтана и процессом получения акрилонитрила, осуществляемого в нескольких последовательных реакторах, каждый из которых требует оптимизации технологического режима [88]. [c.555]

Этап 7 — завершающий. Он представляет собой математическую задачу нахождения максимума критерия Q в области изменения управляемых переменных, определяемой ограничениями системы. Слоновость этого этана обусловливается сложностью математических моделей отдельных блоков системы, сложностью структуры системы и числом управляемых переменных. Общее рассмотрение задачи оптимизации химико-технологического процесса и последовательности этапов ее выполнения можно найти в литературе Применительно к задаче оптимизации химического реактора детальный анализ этапов ее решения содержится в статье К. К. Кирдина и М. Г. Слинько . [c.19]

В разд. 2—7 рассматривается ряд задач по распределению сырья в системе из многих реакторов, каждый из которых содержит катализатор, отличающийся от других временем службы, селективностью и активностью, или же катализатор с не изменяющимися во времени свойствами. В разд. 2 рассматривается система параллельных реакторов, в разд. 3— система параллельных реакторов с подачей непрореагировавщих продуктов на вход последующих реакторов и в разд. 4— система последовательных реакторов. В разд. 5 исследуется распределение сырья во времени для одиночного реактора с катализатором, свойства которого изменяются во времени. Другой вариант этой задачи, в котором состояние системы характеризуется одной переменной величиной вместо двух, рассмотрен в разд. 6. Оптимизация распределения питания как между многими реакторами, так и во времени обсуждается в разд. 7. Рассмотрение различных систем реакторов позволяет сделать крайне важное заключение о том, что формулировка задачи в терминах динамического программирования совершенно не зависит от геометрии реактора. [c.55]

Для последовательности адиабатических реакторов идеального смешения мы рассмотрим только одну задачу оптимизации. Пусть требуется получить максимальную конечную степень полноты реакции в последовательности N реакторов одинакового объема V путем надлежащего распределения байпаса исходной смеси. Эта система представлена на рис. VIII.3 здесь снова принята нумерация реакторов от конца последовательности к началу д — полный объемный расход сырья и — объемная скорость потока в тг-м, считая от конца, реакторе. Таким образом, исходная смесь делится на поток подаваемый в Л -й реактор, и байпасный поток (1—д. Этот байпасный поток служит для охлаждения реагирующей смеси, выходящей из п-го реактора, до подачи ее в (и—1)-й реактор, путем добавления холодного сырья с объемной скоростью п = М, N — 1,. . ., 2). Таким образом [c.219]

Если производительность реактора не играет роли в проблеме оптимизации, С положительно. Поэтому кривая, представляющая правую часть уравнения (а), снижается (см. рис. У1-18 для С = 10 сек у, в то же время левая часть (а) так-Яче положительна и пропорциональна ср/с - Из рис. У1-18 впдпо, что при этом необходима более высокая температура по сравнению с рассчитанной по уравнению (б) кроме того, по мере увеличения ср/сд температуру следует несколько повышать, так как только в этом случае средние скорости реакцпп п производительность наиболее высокие. К этой задаче величину С нельзя установить заранее, поскольку она содержит т ,, которое, в свою очередь, определяется температурным профилем реактора. Поэтому оптимальный температурный профиль находят методом последовательных приближений, в каждом из которых для расчета конечного превращения А и выхода Р используют материальные балансы. [c.232]

Общие правила для максимизации выхода продуктов гомогенных реакций одинаково хорошо применимы и к реакциям с твердым катализатором. Указанные правила, приведенные в главе VII, обусловлены режимом движения потока в реакторе. 1Три оптимизации процесса с параллельными реакциями в зависимости от их порядка необходимо поддерживать высокую или низкую концентрацию реагирующего вещества внутри аппарата, а в случае последовательных реакций нужно избегать смешения реакционных смесей разного состава. [c.435]

Как уже было отмечено, при синтезе алгоритмов стабилизации было применено численное моделирование системы в целом с одновременным применением метода Розенброка для определения оптимальных параметров в алгоритмах стабилизации. Для ограничения времени, необходимого для расчетов на вычислительной машине, математическая модель реактора была упрощена. При упрощении мы исходили из полной метаматической модели реактора в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных [215], которая решалась на ЭВМ. Затем численные решения были аппроксимированы в форме последовательного соединения нелинейной статической модели и линейной динамической модели (рис. IX.10). Аппроксимированная модель была использована при оптимизации параметров алгоритмов стабилизации. [c.366]

Оптимизация параллельно-последовательной системы адиабатических реакторов (рис, 79, а). Газ в делителе потока разбивается на два потока, каждый из которых проходит цепочку реакторов, работаюнщх в адиабатическом режиме, и теплообменников. Будем предполагать, что в каждом аппарате протекают [c.225]

Совместно с Л.С.Гордеевым и А.Ю.Винаровым сформулированы научные принципы анализа, оптимизации, масштабирования и проектирования биотехнологических процессов. С позиций системного подхода последовательно проведен анализ эффектов и явлений, происходящих в биохимическом реакторе на микро- и макроуровне. Разработаны математические модели, учитывающие кинетику роста микробных популяций, транспорт питательного субстрата к клеткам и гидродинамическую обстановку в реакторе, характеризуемую эффектами се1регации ферментациогшой среды и неидеальностью структуры потоков в реакторе большого объема. Предложена методика решения задачи масштабного перехода от лабораторных установок к промышленным биореакторам на основе вычислительных экспериментов. Показаны направления оптимизащш конструктивных и режимных параметров биотехнологических процессов. [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология