Реактор оптимизация

За последние годы литература по научным основам химической технологии значительно обогатилась, особенно в части теории химических реакторов, математических методов моделирования и оптимизации химико-технологических процессов. При этом широко используется метод теоретических обобщений, так хорошо себя оправдавший в общеинженерном курсе процессов и аппаратов химической технологии. [c.5]

Книга включает разделы, посвященные переносу тепла, устойчивости работы реакторов, оптимизации и регулированию, которые помогут читателю получить ясное представление о факторах, влияющих на протекание химической реакции в промышленных реакторах, еще до изучения математических методов, столь важных для точного инженерного расчета реакторов. [c.2]

Распространенный тип реакторов представляет собой сосуд, в который подаются реагенты и из которого удаляются продукты реакции, а содержимое сосуда перемешивается так, чтобы состав и температура реагирующей смеси были как можно более постоянными по всему его объему. Далее слово реактор будет употребляться без уточняющих определений применительно к тому типу реакторов, который разбирается в этой главе реакторы других типов будут именоваться полностью. Прежде всего мы выведем основные уравнения для простейше модели реактора и покажем, как с их помощью решаются задачи проектирования реактора. Некоторые экономические вопросы, связанные с проектированием, приведут нас к задачам оптимизации и управления реактором. Задачи управления потребуют исследования поведения процесса в нестационарном режиме. В конце главы будут рассмотрены недостатки простой модели идеального смешения в реакторе и вопросы расчета двухфазных процессов. [c.149]

Можно ожидать, что заданная степень превращения будет достигнута в реакторе меньшей длины, если разделить реактор на две секции, в которых поддерживается различная температура. В этом случае задача оптимизации состоит в выборе двух температур и двух длин секций, обеспечивающем наибольшую степень превращения. При другой постановке задачи начальная и конечная степени полноты реакцип заданы и требуется выбрать промежуточную степень полноты реакции и две температуры так, чтобы общая длпна реактора была минимальной. Если l и Ц — начальная и конечная степени полноты реакции в каждой секции, то можно найти оптимальную температуру I"), при которой Ь минимально, причем [c.269]

Задача локального управления процессом — поиск оптимального режима секций хлоратора Хл для достижения максимума превращения парафина при ограничениях на расход хлора и температуру в секциях реактора. Оптимизация процесса производилась методом Розенброка [84]. Были испытаны два варианта алгоритма управления XI и Х2 [227, 234]. В варианте XI в качестве управляющих воздействий использовались расход хлора на секцию и температура секции. [c.394]

Современный уровень научных исследований позволяет реализовать и заключительный этап разработки каталитического реактора — оптимизацию гидродинамических режимов в реакторе. Цели этого этапа — обеспечение однородного состава реакционной смеси как на входе в реактор, так и внутри аппарата, минимизация потерь сырья и снижение доли побочных продуктов. [c.65]

Островский Г, М,, Волин Ю, М. Методы оптимизации химических реакторов. М., Химия , 1967. [c.169]

Типичным представителем системы первого типа является реактор с иммобилизованным ферментом. Экспериментальное изучение и практическое использование иммобилизованных ферментов связаны с применением различного рода исследовательских и промышленных реакторов. Оптимизация реакторов и их описание для определения кинетических параметров ферментов составляют основу современных знаний по кинетике действия ферментов в открытых системах. Эта область достаточно быстро прогрессирует, поскольку опирается, с одной стороны, на богатый теоретический опыт исследования кинетики ферментативных реакций и с другой — крайне необходима при оптимизации ряда принципиально новых технологических процессов, использующих ферменты. [c.290]

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]

Б. В. Вольтер, И. Е. Сальников, Исследование фазовой плоскости проточного химического реактора, сб. Моделирование и оптимизация каталитических процессов . Изд. Наука , 1965, стр. 138]. [c.212]

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

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]

Рис. 15-23. Оптимизация идеального трубчатого реактора (полного вытеснения) для случая экзотермической равновесной реакции.

Вследствие эквивалентности задач оптимизации, выбранное значение полной длины реактора Ь1 (О, ёо) оптимально. Найдя эту функцию и начертив соответствующую кривую в третьем квадранте рис. IX.8 вместо кривой Ьу, можно таким же образом построить функцию Ь1 (О, о) и т. д. При другой постановке задачи, когда Ц (абсцисса точки Я) задана, можно вести построение от / к Я и далее к С, Р, Е я В тогда РВ = QB равно полной длине реактора и положение [c.270]

Анализ выражений (111,191) и (111,192) дает возмо/.<ность выделить те а<е случаи, что н в рассмотренной выше иной постановке задачи оптимизации, и вывести аналогичные формулы для определения оптимального времени пребывания реагентов па первой нлн второй ступенях реактора. Так, при подстановке выражения (111,192) в формулу (111,189) получим соотношение для расчета оптимального времени пребывания на второй ступени реактора [c.121]

Материал книги охватывает важнейшие проблемы современной инженерной химии приложение законов физической химии к решению инженерные задач, явления переноса массы, энергии и количества движения, вопросы теории подобия, теорию химических реакторов, проблемы нестационарные процессов. Специальные главы посвящены методам математической статистики и вопросам оптимизации химико-технологических процессов. [c.5]

Подобного рода проблемы часто возникают при оптимизации реакторов и в таких термодинамических условиях, когда важнейшим фактором стоимости продукта является расход энергии (например, в производстве кислорода). [c.338]

Оптимизация основных размеров сложного элемента процесса, содержащего два реактора [c.338]

Рис. 15-22. Оптимизация реакторов полного смешения

Если принять объем реакторов неизменным, то задачу оптимизации можно решить сравнительно легко. [c.348]

Можно также поставить задачу определения температурного градиента реактора, соответствующего минимальному времени пребывания. В этом случае требуется оптимизация решения первого дифференциального уравнения. Что касается теплопередачи, то размеры реактора должны быть подобраны так, чтобы в нем имел место оптимальный температурный градиент. [c.350]

Задачу оптимизации для такого реактора можно сформулировать различно, в зависимости от того, какая цель при этом преследуется. Например, для заданного общего времени пребывания т и заданного числа ступеней N необходимо найти входные температуры ступеней Tf > (г = 1,. . N) и время пребывания реагентов на каждой ступени т,- (i 1,. .., N) так, чтобы общая степень превращения в реакторе была максимальной. Иная постановка оптимальной задачи заключается в требовании достижения заданной степени превращения ху, при минимальном общем времени пребывания реагентов в аппарате и заданном числе ступеней. [c.124]

Трубчатый реактор. Оптимизация режима в трубчатом реакторе - не такая фомоздкая задача. Фактически здесь один регулируемый параметр - температура хладагента 7 . Состав газа и температура на входе обычно заданы. В больщинстве практических случаев 7 выбирают такой, чтобы максимальная температура в слое не превышала допустимой. [c.158]

При оптимиаации на всех уровнях т обязательно сталкиваемся, с проблемой взаимовлияния аппаратов схемы. Действительно, рассмотрим, ныфймер, зерно катализатора. Изменение размеров зерна влияет ва гидравлическое сопротивление в реакторе, а следовательно., ИЕыеннет расходы на преодоление этого сопротивления. Это требует учета характеристик компрессоров, обеспечивающих ту или кнув нагрузку на реактор, , Оптимизация реактора -элемента второго уровня также сталкивается с проблемой взаимовлияния. [c.37]

Конфигурация реактора оптимизация биокатализаторов методами генной инженерии выбор термостабильных систем или использование иммобилизованных конфигурации разработка дешевых, эффективных и общеудобных методов повторного нспользования кофактора химическая инженерия в связи с проблемами крупномасштабных биокаталитических систем (см, гл. 10). [c.178]

В книге изложены математические п фиапко-хцмнческие основы теории хим11чес1 нх реакторов. Рассмотрены принципы математического описания химических реакций, вопросы термостатики и взaимнoг(J влияния химических и физических стадий ироцессов, а также методы расчета и оптимизации различных типов химических реакторов. Приведено большое количество примеров п задач для самостоятельного решения. [c.4]

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]

Интегрируя уравнение (IX.25) или систему уравнений (IX.25), (IX.26) иока не будет выполнено это конечное условие, получим необходимую дливгу реактора. Оценив размеры реактора, можно приступить к его детальному проектированию и экономическим расчетам. С помощью вычислительной машины можно провести выбор оптимальных параметров реактора. Далее мы рассмотрим простейшую задачу теоретической оптимизации — выбор наилучшего профиля температур по длине реактора. [c.265]

В 60 —70-е годы в результате непрерывного совершенствования технологии и катализаторов (переход к хлорированным алю — моплатиновым, разработка биметаллических платино-рениевых, затем полиметаллических высокоактивных, селективных и стабильных катализаторов), оптимизации параметров и ужесточения режима (по ижение рабочих давлений и повышения температуры в реакторах) появились и внедрялись высокопроизводительные и более эффективные процессы платформинга различных поколений со ста1ДИонарным слоем катализатора. [c.191]

Обсуждаются вопросы теории и методов расчета химических реакторов, а также проблемы оптимизации хпмико-технологических процессов. [c.4]

В качестве примера рассмотрим оптимизацию элемента процесса, в который входят два реактора, а затем оптимизацию многоступенча-того компрессора. [c.338]

Исследование диффузионной кинетики встречает ряд осложнений в связи с трудностями зкспериментального определения диффузионных параметров системы сырье-катализатор. Однако в последние годы зтот подход находит все большее оснешение в литературе. Применение методов диффузионной кинетики для обработки результатов испытания различных катализаторов позволяет более обоснованно выбирать катализаторы, носители для них, размеры зерна и ряд других важных технологических показателей, связанных с оценкой эффективности процесса. При решении проблем моделирования реактора и оптимизации процесса наиболее правильным считается использование диффузионных моделей. [c.71]

Постановка задачи оптимизации предполагает существование конкурирующих свойств процесса количество продукции — качество продукции- , количество продукции — расход сырья и т. п. Выбор компромиссного решения для указанных свойств и представляет собой в таких случаях процедуру решения оптимально задачи. Следует отметить, что наличие конкурирующих свойств в особой мере характерно для постановки оптимальной задачи в терминах экономических оценок. В частных задачах оптимизации, когда требуется получить экстремальное значение какого-либо параметра объекта оптимизации, конкурирующие свойства так наглядно можно и не обнаружить. В этих случаях речь идет обычно об экстремальных свойствах самого объекта оптимизации, которые обусловлены природой проводимого в нем процесса, Примерами таких задач являются выбор оптимального времени пребывания для некоторых типов реакций, оптимального температурного прос[)иля в реакторе в[51теснения и т. п. [c.14]

Пример I1M0. Пусть протека от те же реакции, что и в предыдущем примере. Предположим, что задачей оптимизации является нахождение минимального объема изотермического двухступенчатого реактора идеального вытеснения, в котором требуется достигнуть заданного выхода продукта реакции Р, т. е. для определенной величины нагрузки на реактор у получить на выходе его продукт с заданной концентрацией Хр (т). [c.120]

Однако прежде чем перейти к разбору примеров оптимизации адиабатических реакторов, необходимо остановиться на некоторых общих свойствах обратимых экзотермических реакций, оеущсствляе-рлых в адиабатических условиях. [c.122]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология