Оптимизация установок промышленных

Установление закономерностей кинетики гетерогенно-каталитических процессов является основой для использования методов математического моделирования, позволяющих предопределять условия протекания процесса в крупномасштабных промышленных установках по данным лабораторных исследований. В современной инженерной химии гетерогенного катализа эти методы широко используются при проектировании реакторов и оптимизации условий проведения технологических процессов. [c.312]

С позиций системного анализа решаются задачи моделирования, оптимизации, управления и оптимального проектирования химико-технологических систем в масштабе химического цеха, завода. Существо системного подхода в данном случае состоит в том, что вся информация, получаемая в лабораториях, на опытных и промышленных установках, последовательно накапливается и обогащается в процессе разработки полной математической модели химико-технологической системы. Построенная математическая модель затем используется для оптимизации химического производства или цеха в целом. [c.10]

При термических процессах переработки различных видов углеводородного сырья образуются твердые углеродистые вещества, которые более или менее условно определяются термином углерод . Образование углерода в качестве побочного продукта сильно усложняет проведение соответствующего технологического процесса. Отложение углерода на стенках труб в трубчатых печах резко снижает коэффициент теплопередачи от стенки к продукту, что при неизменном технологическом режиме ведет к повышению температуры стенок труб и, как следствие, к быстрому износу последних. Отложение углерода на стенках различных аппаратов и трубопроводов повышает их гидравлические сопротивления. В результате во многих процессах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности отложение углерода является фактором, определяющим длину межремонтного пробега установки. Образование в газовой фазе дисперсного углерода — сажи резко усложняет разделение продуктов пиролиза. Оптимизация различных процессов термической переработки нефтяного и газового сырья непосредственно связана с умением подавлять образование углерода при их проведении. [c.4]

При отсутствии математических моделей проектирование и реализацию промышленного процесса осуществляют эмпирически в несколько этапов лабораторные исследования — пилотная установка — опытно-промышленная установка — промышленное производство. Построение моделей позволяет ускорить процесс проектирования и оптимизировать его. При эксплуатации действующих промышленных процессов также имеются широкие возможности для их оптимизации с использованием ЭВМ на базе математических моделей. [c.9]

Установки каталитического риформинга в СССР эксплуатируются уже 30 лет. Характеристика отечественных промышленны) установок, работающих по бензиновому варианту приведена в табл. 67. Большинство установок работает со стационарным катализатором и периодической регенерацией катализатора. Основные этапы развития связаны с укрупнением единичной мощности, оптимизацией распределения объема катализатора по отдельным реакторам, 1 2 6), переходом на полиметаллические катализаторы, усовершенс вованием стадий подготовки сырья, регенерации, оксихлорировани, осернения катализатора, использованием более современного обор дования и приборов для контроля за процессом. Все это позволило повысить октановое [c.158]

Конечно, во всех приводимых выше рассуждениях подразумевается, что для моделирования используются достаточно мощные вычислительные машины. В противном случае единственным источником сведений, необходимых для изучения проблемы оптимизации, остается промышленная установка. [c.77]

Доведение до минимума температурных налеганий отдельных фракций на установках АТ и АВТ является одной из задач по оптимизации технологического режима. Выбор рациональной схемы отдельных узлов, правильное использование энергетических потоков, оснащение современных установок эффективным оборудованием с высоким к. п. д. средствами, контроля и автоматики, могут гарантировать высокие технико-экономические показатели промышленной установки и обеспечение большинства вторичных процессов (пиролиза, каталитического крекинга, риформинга, селективных очисток и др.) качественным сырьем. [c.26]

В заключение отметим, что после определенного периода интенсивного использования расчетных методов, вызванного главным образом широким распространением электронно-вычислительной техники, в настоящее время заметна тенденция возврата к строительству четверть- и полупромышленных (пилотных) установок. Особенно интересна реализация в малом масштабе сложных производственных цепочек. Такие установки, называемые обычно ми-ни-плантами , оказывают огромную помощь при исследовании эффектов продолжительной работы установки, оптимизации и автоматизации процесса. Мини-планты часто применяются и для существующих уже промышленных установок, позволяя при небольших экономических затратах и без нарушения работы действующего производства исследовать, например, такие пробле- [c.442]

Расчетные профили масс и температур по длине аппарата н данные промышленной установки приведены на рис. 40. Установлено, что соответствие расчетных и промышленных данных удовлетворительное, т. е. полученная структура математического описания может быть использована для моделирования и оптимизации процесса. [c.142]

Остановимся теперь на некоторых результатах определения оптимальных режимов (оптимизация проводилась градиентным поиском). Во всех случаях расчеты показывают, что кратность циркуляции водородсодержащего газа и давление выгодно поддерживать минимальными. В табл. Х-5 приведен абсолютный выход ароматических углеводородов при заданной скорости для опытно-промышленной установки при работе в мягком температурном режиме, жестком температурном режиме и при оптимальном распределении температур. Оптимальный температурный [c.345]

Задачи изучения процесса на каждом из этих этапов различны. При разработке и исследовании в лаборатории нужно подобрать наилучшие условия осуш,ест-вления процесса, после чего можно оценить его технико-экономическую эффективность и исследовать физико-химические закономерности. На втором этапе необходимо обеспечить создание наиболее эффективной промышленной установки при наименьшем числе переходных стадий — опытных установок. Промышленная эксплуатация требует периодического или непрерывного изменения характеристик процесса для оптимизации по выбранному критерию (выход продукта, прибыль, себестоимость и т. п.). Эти задачи до последних лет решались исследователем или инженером на основе собственных знаний, опыта и интуиции. [c.8]

VI-16. Промышленная установка для гидролиза вещества А, которое поступает в виде смеси, содержащей 0,6 кмоль/м основного компонента, вырабатывает продукт R в количестве 5- 10 кмоль/сек. Теоретически реакция является бимолекулярной, однако вследствие большого избытка воды в реакционной смеси ее можно рассматривать как реакцию первого порядка, т. е. считать, что А 2R. После выхода из реактора смесь подают в противоточную экстракционную колонну, в которой выделяют продукт R. Степень превращения вещества А в системе достигает 98%. Постоянные и переменные затраты в этом процессе равны 3-10" руб/сек стоимость исходного реагента составляет 1 руб/кмоль-, продукт можно реализовать по цене 660 руб/кмоль. Предполагается, что производство работает не в оптимальных условиях и требуется провести его исследование с целью оптимизации. [c.160]

При построении алгоритма оптимального управления процессом хлорирования парафина необходимо выбрать локальный критерий оптимизации, согласуя его с возможностями модели, режимами эксплуатации промышленной установки, и выявить участие данной подсистемы в глобальном критерии оптимизации процесса производства сульфонола. [c.393]

Применение теории рециркуляции к каждому из пяти аспектов оптимизации характеризуется своей спецификой. Прежде всего применение теории рециркуляции к вопросам статической и динамической оптимизации промышленных процессов исключает рассмотрение изолированного реактора и требует рассмотрения региона, состоящего либо из отдельной установки, либо из ряда установок с общим аппаратом (например, ректификационная колонна). Это объясняется тем, что по своей сути рециркуляция означает возвращение в процесс выделенных из продуктов реакции компонентов. [c.22]

Задача оптимизации разделительной способности ректификационной установки часто возникает в промышленной практике. Особенный интерес представляют частные случаи, сводящиеся к максимизации качества одного из целевых продуктоп. Данная задача рассмотрена в литературе [56, 62]. В этом случае критерий оптимизации с учетом вычислительного алгоритма равен [c.144]

Книга представляет собой учебное пособие, в котором излагаются основы динамики процессов химической технологии, т. е. раздела инженерной химии, изучающего поведение технологических объектов в условиях, когда входные параметры подвержены возмущениям. Информация о нестационарных режимах работы технологических аппаратов и их комплексов является основой решения ряда важных инженерных задач (таких, например, как исследование устойчивости технологических режимов, их оптимизация и т. п.), которые в последнее время стали обязательным элементом программы разработки любой современной промышленной химико-технологической установки. [c.4]

Энерготехнологическое комбинирование в промышленности предусматривает создание новых технологических процессов и установок. При этом предполагается не простое сочетание технологического процесса с дополнительным утилизационным устройством, как это имеет место при использовании ВЭР в обычном их понимании. Энерготехнологическое теплоиспользование прежде всего решает задачи оптимизации технологического процесса в сочетании с высокой энергетической его эффективностью. При этом технологические и энергетические элементы установки неотделимы. Создание высокоэффективных энерготехнологических установок связано с пересмотром и улучшением всей схемы производственного теплоиспользования. В первую очередь это относится к интенсификации процесса горения, те-пло- и массообмена в рабочей камере, поскольку ими в основном и определяются важнейшие показатели самого технологического процесса (полнота горения, удельная нафузка, единичная мощность афегата и т. п.). Радикальная интенсификация технологического процесса требует в большинстве случаев новых принципов его организации и конструктивного оформления. [c.247]

Уравнения капитальных затрат с указанными значениями коэффициентов А, и показателей к,- могут быть использованы в процессе оптимизации, чтобы определить основные особенности проекта завода [3.120, 3.121, 3.212, 3.255]. Однако при выборе программы исследований и разработок конструкции какого-нибудь частного узла и технологии изготовления узлов требуется применение более детализированных уравнений стоимости. Эти уравнения можно получить, если разбить каждый узел на комплектующие части со своими собственными уравнениями стоимости, соответственно рассматриваемым изменениям в конструкции или в технологии изготовления. Значения всех постоянных Л, и /г, можно затем определить только из полномасштабных экспериментов [3.210, 3.248, 3.258], так как газодиффузионная технология и технология гексафторида урана пе имеют промышленных аналогий в прошлом. Результаты экспериментов на существующих небольших установках и иа первых полномасштабных заводах также следует время от времени сопоставлять с оценками стоимости, предпринимаемыми изготовителями [3.209, 3.259], так как на этих оценках отражается процесс инфляции. [c.155]

Синтез аммиака является классическим примером применения катализатора в крупных промышленных масштабах. Так как при этом синтезе экзотермическая реакция идет с уменьшением объема, для повышения степени превращения благоприятны низкая температура и высокое давление. На практике при оптимизации по ряду параметров — степени превращения, производительности, размерам установки, затратам, энергии, активности катализатора и др.— выбраны давление 20 — 50 МПа и темпе- ратура около 720 К. Современные установки имеют мощность до 1 млн. т аммиака в год. [c.134]

После 1945 г. химическая технология сделала огромный скачок. Ее методы и техника обеспечили быстрый прогресс производств, занятых получением полупродуктов, и распространились за пределы химической промышленности. Проектирование и строительство больших заводов, использующих новые технологические приемы, потребовали тесного сотрудничества инженеров-строи-телей, механиков, электриков и инженеров по управлению, поскольку автоматическое управление на этих за водах играет жизненно важную роль как с позиций экономичности производства, так и с позиций безопасности. В основе химической технологии лежат законы химической кинетики и термодинамики и, как и в других отраслях техники, проблемы проектирования и эксплуатации химических производств включают ряд математических требований, которым должно удовлетворять автоматическое управление, чтобы обеспечить в соответствии с законами кинетики быстрое превращение веществ при оптимальных условиях ведения процесса. Эти задачи управления много труднее, чем задачи, скажем связанные с механическими или электрическими установками, так как мы не можем заранее вычислить достаточно точно динамические характеристики и их приходится получать из опыта эксплуатации агрегатов. Следовательно, оптимизация является задачей сложной. [c.12]

В химической технологии эксперименты могут проводиться на нескольких уровнях, а именно а) лабораторные исследования, целью которых является определение физико-химических характеристик процесса (явления), свойств веществ и соединений, отработка теоретических предположений б) исследования на опытных установках с целью выбора типов аппаратов, разработка технологического регламента, изучения диналшки объекта (выбора каналов управления) в) исследования на промышленных установках с целью оптимизации технологических и конструкционных параметров объекта, совершенствования технологии и оборудования г) исследования на математических моделях с целью выбора оптимальных условий эксплуатации, процесса, отработки алгоритмов управления, выбора связей между отдельными частями системы и т. д. [c.56]

В книге изложена теория промысловых турбохолодильных установок, методы расчета рабочего процесса турбодетандеров и установок в целом, результаты исследования первой отечественной турбохолодильноп установки на Шебелинском месторождении и опыт ее длительной промышленной эксплуатации. Даны основы теории оптимизации функционирования энерготехнической системы промыслов, обустроенных турбохолодильными установками в период компрессорной эксплуатации скважин. [c.352]

В последнее время совершенствование процесса обессоливания идет по пути конструирования новых и улучшения старых технологических схем и аппаратов для отделения воды (электродегидраторов) [59—65], автоматизации и оптимизации обессоливающих установок 166—69], синтезирования новых высокоэффективных деэмульгаторов 170—71 ] и оптимизации процесса обессоливания по управляемым технологическим параметрам, таким, как подача промывочной воды, темпера- турный режим, дозировка и место подачи дезмульгатора и др. Большая часть проведенных исследований, оформленная в виде рекомендаций по улучшению качества обессоливания, уже реализована на промышленных установках или находится в стадии проектирования. Так, существуют обессоливающие установки, работающие в три и даже в четыре ступени. Созданы и работают установки, работающие при 140—160 °С (раньше процесс обессоливания проводили при темпера-туре не выше 70—90 °С). Реализовано в металле и испытано в промышленных условиях большое число вариантов электродегидраторов аппараты вертикального, шарового и горизонтального типа, аппараты с радиально-щелевыми и продольно-щелевыми распределительными головками аппараты с вертикальным вводом сырья через распределительные устройства и слой промывочной воды аппараты с различной конструктивной организацией и напряженностью электрического поля и др. В результате исследовательских работ в последние годы удалось существенно улучшить качество обессоливания неф и, хотя [c.45]

Исследование процессов адсорбции, проведенные на промышленных установках, показали, что основными возмущающими воздействиями в адсорбционных процессах является расход газа, поступающего на сорбцию, и концентрация в нем извлекаемого вещества Са. Возмущения, идущие со стороны состава газовой смеси, являются стационарной нормальной случайной функцией, которая принимает случайные значения, сохраняющиеся постоянными в случайных по длительности промежутках времени. Расход газа изменяется также случайно. Возмущение— ступенчатое, чаще в его 5—10%. Поскольку составляющие вектора возмущений ЛГвх = (<Э, Са) — случайные величины, в качестве точной оценки, характеризующей среднее относительное изменение критерия, было принято математическое ожидание М[у]. Если полученная величина математического ожидания окажется меньше ут1п, то применение системы автоматической оптимизации нецелесообразно, в этом случае достаточно использовать системы стабилизации, [c.184]

Анализируя развитие химической технологии на протяжении последних десятилетий, можно выделить два осповных направления исследований. Первое было связано с поисками законов масштабного перехода, которые позволили бы от небольших лабораторных аппаратов перейти сразу к крупномасштабным промышленным реакторам, мппуя длительные промежуточные стадии отладки процесса на пилотных и опытно-промышленных установках. Второе направление развития химической технологии, связанное с бурным прогрессом вычислительной техники, основывается на математическом моделировании технологических процессов. Располагая математической моделью, с помош,ью со-ьременпых ЭВМ можно рассчитать характеристики процесса, отвечающие реальным размерам реактора, и провести оптимизацию конечного результата по технологическим параметрам. [c.52]

При необходимости задача оптимизации технологических параметров работы ректификащюнной колонны К-201 промышленной установки Г-43-107 может быть дополнена и другими начальными условиями и критериями оптимальности (тип и количество тарелок, высота, диаметр и т.п.). [c.87]

Подобные исследования могут быть проведены не только для оптимизации технологических параметров работь ректификационной колонны К-201 промышленной установки Г-43-107, но и для оптимизации сеищй ректификации других вторичных процессов переработки нефти (термический крекинг, коксование пиролиз и т.д.). [c.87]

Статистические методы оптимизации особенно удобны для достижения максимальных показателей на действующей установке, в частности в промышленном производстве. При разработке оптимальной конструкции оборудования более пригодна математическая модель процесса, уч итывающая влияние всех факторов. Очевидно, что такую модель для процесса гидрогеиолиза глюкозы предстоит еще разработать. [c.137]

Математическое моделирование [1,2] является мощным нстру-ментом улучшения работы технологических установок. Вычислительные машины использовались для проектирования новых и усовершенствования действующих установок, для сравнения работы разных установок и для выяснения причин ухудшения их работы, для текущей оптимизации и, наконец, для управления процессом. В нефтеперерабатывающей промышленности использовали математическую модель для предсказания результатов работы и управления установкой каталитического крекинга [3]. [c.204]

Помимо оптимизации схемы установки было решено увеличить эффективность наиболее нагруженных и ответственных желобчатых тарелок, модернизировав их пароперекрывающими перегородками, струйнонаправленными пластинами Т и каплеотбойниками К (см. рис. 2), разработанными Уфимским нефтяным институтом и прошедшими промышленную проверку на многих установках. [c.65]

Важнейщим аспектом обеспечения промышленной и экологической безопасности производства является совершенствование системы и методов управления технологическими процессами и предприятием в целом. В начале 60-х годов в процессах управления предприятиями существовало функциональное и техническое разграничение между автоматической системой управления производством (АСУП) и автоматической системой управления технологическими процессами (АСУТП). В конце 80-х и начале 90-х годов с новой волной информационной революции широкое распространение получили персональные ЭВМ и сети передачи данных. Это позволило объединить АСУП и АСУТП в единую интегрированную информационно-управляющую систему (ИИУС). Такая система позволяет в программах моделирования и оптимизации конкретных производственных установок использовать целевые функции с учетом экономических показателей и экологической ситуации всего предприятия. Оптимизаторы установок учитывают изменения в конъюнктуре рынка, отражаемые в данных рабочего плана. Управление осуществляется по замкнутой цепочке (установка-диспетчер-планирование-установка) в режиме реального времени. [c.486]

С началом широкого использования в промышленности микропроцессорной техники отпала необходимость во многих регулирующих потенциометрах, и габариты пульта управления установками сократились в 4 - 5 раз. Кроме того, на большинстве современных установок АВТ имеются управляющие ЭВМ, в память которых поступает вся текущая информация от первичных измерительных приборов, и с этой информацией ЭВМ работает обычно в двух режимах - в режиме советчика и в режиме оптимизации процесса. В первом случае обработанная информация вьщается периодически или по вызову оператора на дисплей (или печатается) и оператор на основе ее принимает субъективное решение по корректировке режима в область его оптимизации. [c.423]

В связи с этим до последнего времени задача синтеза решалась только на основе инженерной интуиции без строгой оптимизации и главным образом на основе использования эвристических правил и аналогий с ранее разработанными и проверенными в действии установками. Для азеотропных смесей разработка схем разделения требовала также проведения многочисленных лаборатор11Ыл и ииытно-промышленных исследований. [c.189]

Заключение. При современном состоянии лазерной техники и уровне технологической проработки процессов MLIS урана преждевременно создание модулей установок промышленного типа. На существующих и создаваемых экспериментальных установках необходимо оптимизировать процессы изотонически селективного возбуждения и многофотонной диссоциации молекул гексафторида урана, спектральные и энергетические параметры лазерного излучения, газодинамические и термодинамические параметры смеси UFe с химически активными реагентами и буферным газом, отработать элементную базу технологии. Критериями оптимизации при заданном обогащении в продукте и содержании целевого изотопа в отвале будут минимальная стоимость [c.486]

Плазмохимическому получению ацетилена из природного газа посвяще-30 значительное количество работ. Наиболее разработанным в промышленном отнршении оказался процесс получения ацетилена из природного газа непосредственно в электрическом разряде, так называемый электрокрекинг, промышленно реализованный в Германии еще в 1940 г. В настоящее время работают промышленные установки мощностью 10 кет в ФРГ, СРР, СССР, США. Лучшие показатели электрокрекинга природного газа таковы [12] общая степень превращения 70%, степень превращения в ацетилен 50%, содержание ацетилена в продуктах до 14,5 объемн. % при затратах электроэнергии 13,6 квШ Ч на 1 нм природного газа. Однако в продуктах содержится значительное количество сажи, гомологов ацетилена процесс плохо поддается управлению и оптимизации. [c.363]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология