Синтез схем разделения

Основная сложность синтеза технологических схем разделения нефтяных смесей на несколько фракций перегонкой и ректификацией заключается в существовании большого числа возможных вариантов схем и сочетания различных процессов и аппаратов. Если в качестве основного метода разделения принять только процесс обычной ректификации, что и используется в большинстве известных алгоритмов синтеза схем разделения, то число однородных или так называемых гомогенных схем может быть определено как [c.100]

Рис. П-28. Эволюционный синтез схемы разделения смеси н-гексан — бензол — циклогек-сан направленным поиском.

Необходимо обратить также внимание на то, что спектр распределения относительной стоимости при синтезе схем разделения бывает довольно узким, т. е. затраты при оптимальной схеме не намного могут отличаться от затрат при других схемах, в том числе полученных обычно на основе термодинамических критериев оптимальности или на основе рассмотренных выше эвристик. [c.139]

В дальнейшем проводились исследования, направленные на разработку более общих и гибких эвристик, использование которых позволило бы существенно повысить эффективность методов синтеза схем разделения. Так, предлагался принцип построения схем разделения,. в основе которого использовался критерий ми- нимальной общей тепловой нагрузки на схему колонн, поскольку экономичность процесса ректификации определяется энергетическими затратами на процесс. [c.287]

В теоретико-информационном подходе к синтезу схем разделения [39—41] используется понятие энтропии, характеризующей неупорядоченность рабочих потоков. Если разделение формально сопоставить с получением информации, то выбор оптимальной схемы равноценен выбору способа, при котором процесс получе- [c.481]

Задача синтеза схемы разделения формулируется следующим образом. Пусть для некоторой технологической схемы задана начальная ситуация 5 (В), соответствующая в данном случае входу в систему смеси состава .. . Х/ , и необходимо пе- [c.488]

Таким образом, в результате проведенного анализа и выявленных ограничений задача синтеза сводится к синтезу схем разделения двух четырехкомпонентных смесей, связь между которыми устанавливается лишь рекуперируемыми потоками. [c.513]

Пакет программ синтеза схем разделения включает программу синтеза для установок из простых колонн без рециклов при разделении смесей углеводородных газов. Развитие пакета предполагает синтез схем разделения азеотропных смесей, а также нефтяных смесей. [c.564]

Методы синтеза, основанные на эвристических правилах, заключаются в том, что в результате предварительного анализа технологической схемы формируется набор правил, отражающих накопленный опыт работы с аналогичными производствами и учитывающих общие закономерности протекания процесса. Наряду с эвристиками, вытекающими из физической сущности процесса, сюда могут включиться и интуитивные предложения по организации оптимальных схем. Примерами эвристических правил, принимаемых при синтезе схем разделения, являются а) разделение компонентов с относительными летучестями, близкими к единице, желательно проводить при отсутствии неключевых компонентов [50] [c.138]

Синтез схем / разделения [c.143]

Синтез схемы разделения. Предлагаемый метод синтеза является модификацией метода ветвей и границ [64], использующий эвристическую функцию оценки стоимости с учетом рекуперации тепла. Метод использует непрерывно оцениваемую минимальную стоимость для той части пространства поиска, которая еще не исследована. Таким образом находится нижняя граница общей стоимости схемы и исходя из этой величины определяется направление поиска оптимальной схемы. Схемы синтезируются начиная с точки исходных компонентов по направлению к точке продуктов разделения. Нижняя граница рассчитывается как сумма действительной стоимости уже синтезированной части схемы и предполагаемой стоимости части схемы, которую еще требуется синтезировать. [c.145]

В связи с этим для определения общих качественных закономерностей процесса ректификации и разработки теоретических основ синтеза схем разделения многокомпонентных азеотропных смесей необходимо, во-первых, установить, какие нелокальные характеристики концентрационного симплекса являются существенными для процесса ректификации в различных режимах, и, во-вторых, разработать методы определения этих нелокальных характеристик для конкретных смесей на основе минимума исходной экспериментальной информации. Эти сложные задачи должны быть решены в общем виде для смесей с любым числом компонентов и азеотропов, что требует разработки формализованного описания структурных элементов концентрационного пространства применительно к ЭВМ. [c.15]

Покажем, что в ряде случаев метод продуктового симплекса позволяет эффективно решать задачи, связанные с синтезом схем разделения азеотропных смесей. [c.121]

Для азеотропных смесей задача значительно усложняется так как в общем случае заранее неизвестен набор разделительных элементов и комплексов, обеспечивающих получение требуемых продуктов. Поэтому синтез схем разделения азеотропных смесей должен включать некоторый организованный перебор различных способов разделения. Таким образом, для азеотропных смесей на первом этапе должна быть решена задача поиска возможных (не обязательно оптимальных) структур установок разделения и только на втором этапе — задача выбора оптимальной структуры. [c.187]

В последние годы было предложено несколько подходов к синтезу схем разделения зеотропных смесей эвристический метод [58, 83, 84], информационно-энтропийный подход [89], метод динамического программирования [90—94], метод ветвей и границ [95—97], интегральный подход [98—100], эволюционный метод [101]. [c.189]

Комплексы с теплообменом между конденсирующимися и испаряющимися потоками различных ректификационных колонн целесообразно использовать при достаточной положительной разности температур между верхом одной колонны и низом другой. Вопрос о синтезе схем разделения с такими комплексами рассматривается в работе [108]. [c.194]

МЕТОД ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПРИ СИНТЕЗЕ СХЕМ РАЗДЕЛЕНИЯ [c.238]

Использование программ расчета ректификации в САПРе налагает на них некоторые дополнительные требования. Программы должны работать в различных режимах эксплуатации в режиме одиночных и серийных расчетов, в режиме комплексного расчета, (включающего наряду с термодинамическим расчетом процесса гидравлические, механические и экономические расчеты, расчеты вспомогательного оборудования), в режиме моделирования и оптимизации многоколонных ректификационных установок, в режиме синтеза схем разделения. Поэтому программы должны работать совместно с различным управляющим программным обеспечением, т. е. иметь стандартизированные по форме массивы входной и выходной информации. [c.250]

Как уже отмечалось, трудности синтеза схем разделения промышленных многокомпонентных смесей обусловлены большим числом компонентов и наличием в таких смесях азеотропов различной размерности, т. е. азеотропов, содержащих различное число компонентов. Эти трудности усугубляются наличием областей расслаивания, химически активными и термически нестойкими компонентами и т. д. [c.164]

До недавнего времени вопросы синтеза схем разделения многокомпонентных смесей практически не рассматривались. Лишь с конца шестидесятых годов интерес к проблемам синтеза оптимальных технологических структур привлек большое внимание многочисленных исследователей, что привело к определенному прогрессу в решении некоторых аспектов этой задачи. [c.5]

I. МЕТОДЫ СИНТЕЗА СХЕМ РАЗДЕЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ [c.7]

О размерности решаемых задач синтеза схем разделения только на основе процесса обычной ректификации можно судить по данным, представленным в табл. 11.1. Следует обратить внимание на то, что число возможных схем ректификации, начиная с семикомпонентной смеси, возрастает быстрее, чем число решаемых подсистем синтеза. К сожалению, в промышленности редко встречаются случаи разделения многокомпонентных смесей с получением семи и более продуктов. Если же учесть возможность использования различных методов разделения в одной технологической схеме, то число возможных структур такой гетерогенной системы будет равно [c.100]

При учете эксплуатационных и капитальных затрат были найдены другие эвристики для синтеза схем разделения [37]- [c.131]

Рассмотрим в качестве примера синтез схемы разделения девятикомпонентной смеси, состоящей из компонентов А—I, присутствующих в эквнмольном количестве, на практически чистые компоненты. Располагая компоненты в порядке убывания их летучести, определим легкие, средние и трудные для разделения границы между компонентами границы деления указаны ниже косой чертой) [c.143]

Исследования показывают, что оптимальные или квазиоптимальные варианты схем разделения без теплового объединения потоков с большой степенью вероятности обладают необходимыми свойствами для вторичного использования тепла [37]. Это обстоятельство существенно упрощает задачу синтеза схем разделения со связанными потоками, поскольку позволяет декомпозировать ее на две подзадачи, а именно эвристическим или каким-либо другим методом синтезируется небольшое число квазиоптимальных технологических схем полученная выборка (ити часть) схем исследуется с точкп зрения тепловой интеграции потоков. [c.478]

Отмеченная взаимосвязь схем разделения без и с тепловым объединением потоков положена в основу другого эвристического алгоритма синтеза схем разделения идеальных (или близких к идеальным) многокомпонентных смесей [37]. При этом исполь зуется набор широкоизвестных эвристических правил, применяемых в следующем порядке. [c.478]

Подход к синтезу схем разделения, основанный на методе динамического программирования, состоит в следующем [42—44]. Схема разделения многокомпонентной смеси рассматривается как многостадийный процесс без обратных потоков массы и энергии. В качестве стадий или подзадач выделяются колонны для разделения бинарных, тройных и т. д. смесей исходной системы. Начиная с колонн для разделения бинарных смесей отыскивается оптимальная в смысле принятого критерия колонна. Затем аналогично анализируются колонны для разделения тройных смесей и с учетом полученного результата предыдущей подзадачи выявляется вариант деления трехкомпонентной смеси. Последовательно переходя к анализу смесей с большим числом компонентов, можно вычислить значения критерия оптимальности для всех схем и выявить среди них оптимальный вариант. Достоинством методов, основанных на динамическом программировании, является строгая математическая формулировка и снижение размерности задачи синтеза до расчета числа всех возможных колонн. Однако наличие рециркулируемых потоков может существенно усложнить применение метода динамического программирования. [c.482]

Представляет интерес подход к синтезу схем разделения, основанный на термодинамико-топологическом анализе структур [c.482]

Стяжкин В. Н. Синтез схем разделения с учетом термодинамических особенностей многокомпонентных смесей. Автореф.. .. дис. канд. техн. наук. М. МХТИ, 1981. 164 с. [c.520]

Проблема синтеза схемы разделения многокомпонентной смеси заключается в том, что количество возможных вариантов технологических схем с ростом числа продуктов и способов их получения увеличивается экспоненциально. Поэтому поиск оптимальной в смысле некоторого критерия структуры (технологической схемы) перебором различных вариантов весьма трудоемок и дорог. Даже при использовании для разделения многокомпонентной смеси простых ректификационных ко.чонп размерность задачи поиска очень высокая (табл. 2.4). [c.137]

Таким образом, исходная задача синтеза схемы разделения Л -компо-нентной смеси на М компонентов сводится к задаче разделения Ai -компонентной смеси на Л, компонентов. К полученной задаче с целью ее декомпозиции применяется система эвристик. В случае затруднительности ее использования процесс агрегирования продолжают до тех пор, пока иа каком-либо /-м шаге к Л/-компонентной смеси (Л/ < Л/ j < <...возможным применение эвристического алгоритма. [c.115]

Графическим выражением модели является некоторый потоковый граф, вершины которого отвечают операторам разделения, входящим в данную технологическую схему ректификации, а дуги устанавливают взаимосвязь между вершинами и характеризуют, например, материальные потоки [133, 134]. Каждая ветвь потокового графа ориентируется в соответствии с направлением потока. Условимся, что все дистиллятные выходные потоки схемы будут направлены вверх, а выходные потоки кубовых продуктов схемы — вниз, ориентируя тем самым потоковый граф в пространстве (см., например, рис. VIII, 2). Топологическая структура потокового графа, являясь геометрическим образом структуры технологической схемы, позволяет решать задачи декомпозиции сложной схемы на отдельные комплексы. Изучение типовых комплексов и схем дает возможность формализовать процесс синтеза схем разделения. [c.209]

Первым строгим методом синтеза оптимальных схем разделения, кото- оый был не только предложегг, н и реа.ъ гзонап с помощью ЭВМ, явился метод динамического программирования. Идея этого метода была опубликована в работе [90]. Одновременно эта идея разрабатывалась в нашей стране [91—94] в этих работах данный метод был впервые полностью формализован и автоматизирован применительно к ЭВМ. Метод динамического программирования имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами синтеза схем разделения он полностью автоматизирован, обеспечивает отыскание глобального оптимума во всех случаях, требует минимального числа расчетов разделительных элементов (если пренебречь изменением параметров потоков между ректификационными колоннами, что в большинстве случаев вполне оправдано), носит общий характер, т. е. может быть применен, как к зеотропным, так и к азеотропным смесям, к схемам с однородными с разнородными разделительными элементами. [c.191]

Для целей синтеза схем разделения особые точки будем рассматривать как псевдокомпоненты, а их средневзвешенные — как псевдофракции. По отношению к псевдокомпонентам и псевдофракциям сохраняет свою силу изложенная выше методика для зеотропных смесей, которая позволяет рассчитать состав питания произвольной колонны технологической схемы разделения. Необходимо только предварительно пересчитать на псевдокомпоненты состав исходной смеси, поступающей на установку разделения. Для этой цели необходимо использовать [c.231]

В предыдущих главах рассматривались качественные закономерности процесса ректификации и связанные с этим вопросы расчета предельных режимов ректификации и синтеза схем разделения. При проектировании ректификационных установок следующей псобходимой стадией является расчет рабочих режимов ректификации (режимы с конечной флегмой и конечным числом стугаеней разделения) и выбор оптимальных значений таких параметров, как давление в колонне, флегмовое число, число ступенМ разделения, отбор продуктов и положение тарелки питания. [c.245]

Для анализа и синтеза схем разделения нефтяных смесей, поиска оптимального режима, т.е. значений технологических параметров,оп-ределякхцих наибольший выход продуктов разделения заданного качест- [c.105]

В первом обзоре рассматриваются вопросы синтеза схем разделения многокомпонентных смесей и методы их анализа. Приводятся матричные, релаксационные методы расчета простых и сложных колонн ректификации, а также технологических схем. Даны методы обеспечения сходимости расчета. Синтезируются схемы разделения с применением эвристических, эволюционных, декомпозиционных и прямых методов оптн-мизации. [c.4]

Вместе с тем в настоящее время при синтезе схем разделения многокомпонентных смесей обычным является подход, когда в качестве основного элемента выбирается простая ректификационная колонна с одним вводом питания и двумя потоками продуктов разделения, оборудованная кипятильником и дефлегматором [9, 50—59, 65—68]. Как правило, при таком подходе синтез ведется только в классе последовательнопараллельных схем разделения, примеры которых представлены на рис. 2. Естественно, что подобный подход к задаче син- [c.13]

В общем случае при решении задачи построения оптимальной схемы разделения многокомпонентных смесей рассматриваются две взаимосвязанные задачи выбор основных методов проведения процессов разделения (обычная, экстрактивная, азеотропная ректификация, сорбционные и экстракционные процессы и т. д.) и построение оптимальной последовательности элементов схемы, в каждом из Кфторых реализуется некоторый тип процесса разделения. Выбор метода проведения процесса разделения принципиально может быть проведен при известных физико-химических свойствах компонентов исходной разделяемой смеси. Все же до настоящего времени этот этап синтеза схемы разделения разработан недостаточно полно я в большинстве случаев в качестве основного функционального элемента системы обычно принимается простая ректификационная колонна, оборудованная собственным кубом и дефлегматором [9, 53-—59]. В некоторых случаях такой метод построения схем ректификации действительно является наиболее экономичным методом разделения исходной смеси на чистые компоненты или на фракции определенного состава [9, 103]. [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология