Оптимизация процессов тепловых

В произ-ве П. в. важное значение имеет качество исходного полимера 1) линейность мол. структуры 2) однородность его физ.-хим. св-в 3) отсутствие мех. включений и гель-частиц. Это достигается оптимизацией процессов тепло- и массообмена в реакторах, ликвидацией в них застойных зон и макс. сокращением времени синтеза, фильтрацией расплава полимера перед формовочной машиной. Обычно для произ-ва волокон используют линейные алифатич. полиамиды мол. м. (18-35)-10 [c.605]

Таким образом, для оптимизации процесса требуется зонный подвод тепла к реакционному змеевику. [c.41]

Эффективность работы деэтанизатора зависит от технологического режима процесса — наиболее выгодный режим нужно выбирать на основе оптимизации процесса по ряду параметров (давление, температура питания, температура верха и низа колонны и др.). Известно, что чем выше давление в деэтанизаторе, тем при более высокой изотерме может работать холодильник 10 (см. рис. П1.29) следовательно, повышением давления можно снизить энергетические затраты на охлаждение верхнего продукта деэтанизатора. Однако повышение давления потребует увеличения температуры низа колонны, а это будет связано с дополнительными затратами тепла. При понижении давления в деэтанизаторе наблюдается обратная закономерность. [c.170]

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА [c.5]

Исследованием кинетики реакций окисления нефтяных гудронов занимались многие исследователи. При этом в качестве критерия скорости процессов принималось изменение температуры размягчения битумов [1, 2], или выделение тепла [3], или изменение концентрации групповых компонентов [4, 5, 6]. С использованием кинетических уравнений реакций первого порядка авторами этих работ обычно определялись суммарные константы скорости процессов окисления. Отмечается также довольно своеобразное влияние температуры окисления на величины суммарных констант скорости, которое объясняется изменением удельного значения диффузионных и кинетических факторов [7]. Результаты этих исследований, несомненно, представляют практический интерес для оптимизации процессов и расчета аппаратуры, однако они недостаточны для суждения о механизме реакций, так как не учитывают кинетические особенности отдельных реак- цин и влияние на их скорость условий, в которых проводится -окисление. Вероятно, по этой причине с использованием известных схем лишь в отдельных случаях удается удовлетворительно объяснять особенности окисления сырья, наблюдаемые в экспериментах. [c.42]

Для оптимизации тепло- и массообменных аппаратов и химических реакторов необходимо выявить участки с наихудшей для осуществляемого процесса гидродинамической обстановкой. Для [c.128]

Алгоритмы для этих задач также будут обладать своей спецификой. Так, например, при расчете процесса ректификации в зависимости от постановки задачи могут накладываться соответствующие ограничения. В частности, при проверочном расчете обычно задаются конструктивные и технологические параметры (диаметр колонны, тип тарелок, их число, флегмовое число, характеристики тепло- и хладагентов и т д.), в то время как при проектном расчете последние необходимо рассчитывать. Таким образом, расчет является задачей оптимизации с ограничениями, причем часть из них связана с требованиями на качество продукта и обеспечением максимальной эффективности разделения, а другая направлена на обеспечение экономичности процесса разделения. Несмотря на возможность такого деления, ограничения взаимосвязаны между собой. Например, максимальная разделительная способность может быть обеспечена в результате отыскания оптимального технологического режима работы, а также подбором высокоэффективного аппарата. [c.80]

Снижение энергоемкости технологических процессов — важный фактор экономии нефти на НПЗ. Помимо этого в нефтепереработке с каждым годом все увеличивается число различных организационных и технических мероприятий по экономии энергии (оптимизация теплообмена, утилизация тепла отходящих потоков, широкое использование систем автоматизации и контроля на основе ЭВМ и др.), что дает возможность, несмотря на растущую глубину переработки нефти и возросшую насыщенность НПЗ вторичными процессами, не только не увеличить, но даже снизить собственное потребление нефти на НПЗ. [c.180]

В книге изложены результаты многолетних исследований, связанных с газо-и аэродинамикой, процессом горения и эффективностью различных конструкций тепло-массообменных аппаратов в элементах технических систем. Уделено большое внимание механизму взаимодействия потоков сжимаемой жидкости и газа в газоструйных устройствах, организации процессов горения и тепломассообмена, интенсификации и оптимизации по критериям повышения эффективности и надежности аппаратуры и эксплуатации. С учетом необходимости разработки и внедрения на практике современных конструкций малогабаритных агрегатов вторичного энергопользования приведены материалы по выбору и обоснованию режимно-конструктивных параметров устройств различных энерготехнологических схем по использованию вторичных ресурсов. Обосновывается новый подход к решению проблемы энерго-ресурсосбережения и повышения жизненного цикла технических систем. Рассчитана на сотрудников научно-проектных и производственных организаций, а также студентов и аспирантов вузов технических специальностей. [c.338]

Ранее было отмечено, что контактные узлы сернокислотного производства (см. рис. 23, 24) содержат обратные связи по теплу между реакционной смесью и исходным газом, т. е. представляют собой замкнутые химико-технологические системы. Как показано в работах [85, 86], наличие в схемах контактных узлов обратных тепловых потоков может привести к появлению неустойчивых режимов при определенных значениях параметров. При этом условия баланса по веществу и теплу в разрывах обратных потоков, выполнения которых обычно достигают при проведении итерационного расчета схемы относительно переменных в разрывах , целесообразно перенести на уровень оптимизации, рассматривая их как ограничения типа равенства и считая переменные в разрывах дополнительными варьируемыми переменными [см. задачу 4, выражения (I, 79)—(I, 81)]. Это позволяет в каждой точке расширенного пространства варьируемых переменных, полученной в процессе оптимизации, выполнять расчет лишь разомкнутой схемы, и, таким образом, избежать при выполнении вычислений появления нежелательных нулевых режимов и неоднократной проверки условий неустойчивости. Эти условия достаточно проверить лишь в конечной (оптимальной) точке. Таким образом, прием вынесения ограничений в критерий оптимизации (составную функцию), позволяет перейти к эквивалентной задаче оптимизации для разомкнутой схемы в расширенном пространстве варьируемых переменных. [c.146]

Вопрос о подведении тока в зону технологического процесса (определяющей процесс) является важным, но он определяет только одну сторону оптимизации электрического режима работы печей-теплогенераторов. Другой стороной вопроса является определяемый процесс, т. е. процесс распределения тепла в зоне технологического процесса. Неравномерное выделение тепла в зоне компенсируется средствами теплообмена (теплопроводность, конвекция, излучение), однако необходимость в такой компенсации неравномерности теплогенерации часто связана с замедлением технологического процесса. Именно поэтому получение равномерной по объему зоны теплогенерации за счет должного распределения электроэнергии в зоне в некоторых случаях является важной задачей прп конструировании печей. [c.210]

Если процесс проводить в режиме с отрицательным самовыравниванием и подавать исходную смесь (применительно к схеме регулирования, представленной на рис. УИ-1), например, с температурой 100° С, то только вследствие этого поверхность теплообмена в реакционной зоне можно уменьшить в 2 раза. Далее, если принять, что в режиме с отрицательным самовыравниванием тепло снимается при разности температур 125°, что при данном режиме вполне допустимо, то поверхность теплообмена может быть уменьшена еще в 5 раз, т. е. в общей сложности с 2000 до 200 Вполне естественно, что получение такого реального эффекта при разработке конструкции реактора крупнотоннажного производства представляет огромный интерес. Показанные возможности по оптимизации до настоящего времени не использовались по той причине, что все исследования, как правило, велись нри ручном регулировании это практически не позволяло поддерживать режим процесса с отрицательным самовыравниванием. [c.196]

Систематизированы результаты теоретических и экспериментальных исследований физических и механических, в том числе упругих свойств одно- и многофазных поликристаллических систем. Изложены современные методы оценки свойств анизотропных систем, описаны эффективные характеристики процессов распространения тепла, прохождения тока, диффузии и фильтрации в однофазных гетерогенных материалах. Показаны возможности оптимизации конструкций и технологических процессов получения материалов с благоприятной анизотропией свойств. Приведены аналитические выражения для расчета упругих и термоупругих характеристик материалов. [c.318]

Потери за счет необратимости протекания процессов проявляются вследствие конечных разностей температур и концентраций при массо - и теплообмене, смешения неравновесных потоков, гидравлического сопротивления и так далее. Снижение внутренних потерь путем уменьшения термодинамической необратимости процессов связано с уменьшением их движущей силы, а, следовательно, с ухудшением их технологических показателей (снижение выхода полезного продукта при химической реакции, степени извлечения компонента при его выделении из смеси и тому подобное). Это противоречие является основой для термодинамической оптимизации, цель которой сводится к минимизации энергозатрат. Основу такой оптимизации составляет энергетический метод, поскольку он позволяет выразить в одинаковых единицах (через эксергию) энергетическую ценность потоков энергии и вещества и учесть не только их количество, но и качество . Под качеством потока понимается следующее [2]. Высокопотенциальное тепло в ходе любого процесса неизбежно превращается в низкопотенциальное , то [c.92]

Системы управления процессами переработки углеводородных систем включают использование комбинированных моделей, полученных исходя из материальных и тепловых балансов теории дистилляции нефти и состоящих из уравнений парожидкостных равновесий, уравнений кинетики превращения отдельных компонентов и фракций, уравнений тепло- и массопереноса. В процессах первичной переработки нефти за критерии оптимизации принимается минимум энергозатрат или максимум выхода светлых нефтепродуктов. Решение задачи оптимизации осуществляется по специальным алгоритмам с использованием квадратичного программирования при наличии возмущения в технологическом процессе установки. Строгие модели включают в качестве первого принципа термодинамику процесса. В результате точно моделируется реальный нелинейный характер процесса. Линейные (или регрессионные) модели описывают отклик системы при помощи линейных приближений и являются точными только в очень узком диапазоне условий. Преимущество строгих моделей заключается в том, что производственный персонал может полагаться на предсказания (оптимизацию) и может доверять тому, что модель точно описывает процесс. [c.494]

Оценка параметров диффузионной модели в аппаратах с переменным продольным перемешиванием. При исследовании колонных аппаратов обычно определяют усредненный коэффициент продольного перемешивания, хотя в реальных условиях он может быть различным на разных участках. Это может быть вызвано непостоянством структуры потоков по высоте аппарата и их физических свойств, местными нарушениями этой структуры. Обычная диффузионная модель в этих случаях недостаточно точно отражает физическую сущность процесса. Это особенно важно при оптимизации и проектировании тепло-, массообменных аппаратов, химических реакторов, когда необходимо выявить участки с наихудшей для проведения процесса гидродинамической обстановкой. Для этого нужно определить параметры продольного перемешивания Ре на отдельных участках аппарата. [c.97]

Многочисленные методы математического и физического моделирования позволяют осуществить расчет и оптимизацию различных типов тепло- и массообменной аппаратуры, смесителей, фильтров, сепараторов, мельниц и других машин и аппаратов. Развитие универсальных методов моделирования на основе системного подхода дает возможность оптимального проектирования сложных технических систем. Однако, даже использование современных средств и методов моделирования не решает проблемы сокращения сроков разработки новой техники, пока процесс исполнения проектной документации остается за инженерами и техниками. [c.22]

Для успешного применения вычислительных машин с целью оптимизации химических реакторов необходимы а) развитие теоретических и практических исследований в области математического описания процессов, происходящих в реакторах, что, в свою очередь, требует изучения кинетики химических превращений, процессов тепло- и л1ассообмена б) создание методов расчета оптимальных режимов работы химических реакторов. [c.8]

Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г,Л, Оптимизация полного теплого насоса в процессах хим, техпол. Ученые зап. МИТХТ, Выл 3, ИБЦ МИТХТ, 2001, С, 80. [c.28]

Основным преимуществом процесса явилась улучшенная регенерация 1ла, а, следовательно, снижение расхода пара. Фактически все тепло реак-л и тепло, расходуемое в разлагателе, регенерируется в карбаматном кон-тсаторе в виде пара давлением 0,6 МПа. Общий расход пара составил ) кг/т. При оптимизации процесса фирма ожидает расход пара понизить 300 кг/т. [c.277]

Конечно, процесс можно провести только в шахтном конверторе. Аппаратурно это выгодно теплота сгорания природного газа выделяется внутри реактора, и ее использование для поддержания режима эндотермической реакции будет наиболее полным (в трубчатом реакторе необходимо преодолеть термическое сопротивление стенки и зернистого слоя катализатора). Поскольку количество азота должно быть дозировано, а тепла подвести надо достаточно много, то кислорода воздуха не хватает. В реактор подают воздух, обогащенный кислородом. Одноступенчатая парокислородовоздушная конверсия метана была распространена ранее. Но в ней труднее эффективно утилизировать тепло реакционной смеси и отделить продукты горения. Оптимизация схемных решений превалирует над оптимизацией процесса в реакторе. Современные производства аммиака включают двухступенчатую конверсию метана. [c.442]

Разработаны также пути оптимизации окисления этилена по критерию себестоимости. Математическое моделирование процесса съема тепла в трубчатых реакторах получения окиси этилена позволило выявить влияние на устойчивость процесса коэффициента теплопередачи различных теплоносителей, способа подачи газа в реактор (снизу или сверху). Результаты исследования возможностей математического моделирования и путей оптимизации процессов окисления этилена в окись этилена, которые разрабатываются в Институте катализа СО АН СССР и в Научно-исследовательском физико-химическом институте им. Карпова под руководством акад. АН СССР Г. К. Борескова, чл.-корр. М. Г. Слинько, Г. М. Островского и др., позволяют ускорить выбор новых катализаторов для этого процесса и оптимальных параметров при проектировании новых объектов есть данные о применении вычислительных машин для управления работой установок получения окиси этилена за рубежом [c.247]

На основе кинетической модели процесса выполнен расчет реактора синтеза анизола. Основная цель такого расчета — определение оптимального режима ведения процесса в качестве целевой функции выбран максимальный выход анизола. Расчеты по оптимизации процесса алкилирования осуш,ествля-лись в два этапа. Проведенная на первом этапе теоретическая оптимизация процесса показала, что максимальный выход может быть получен в изотермическом реакторе с температурой порядка 310°С. Максимально приблизиться к теоретически оптимальному температурному режиму можно в трубчатом реакторе с достаточно эффективным отводом тепла через стенки трубок. Поиск оптимального режима работы реактора, обеспечивающего максимальный выход анизола с единицы объема катализатора, производился при варьировании следующих параметров количества подаваемого на алкилирование сырья, концентрации метанола в потоке сырья, диаметра и числа трубок. Длина реакционных трубок принята равной 2 м, коэффициент теплопередачи через стенку трубки 105 Вт/(м -К). [c.213]

В настоящей работе излагаются результаты математического моделирования и оптимизации процесса ОХЭ в псевдоожиженно слое и исследования путей интенсификации этого процесса за счет увеличения скорости межфазного обмена с учетом возможностей отвода тепла, выделяющегося при протекании этого процесса. [c.59]

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]

Рассмотрим прямоточную выпарную систему с трехкратным использованием тепла и состоящую из трех МВУ. Каждая МВУ является четырехкорпусной установкой. Учитывая рекомендации [18] и возможность сбора статистического материала на действующей установке производства, для окончательного упаривания щелочи на второй стадии выпарки в МВУ были использованы выпарные аппараты с усиленной естественной циркуляцией (аппараты Левина). Изучив предложенный вариант методики построения подсистемы оптимизации цеха выпарки АСУТП хлорного производства, достаточно просто построить подсистему для других возможных вариантов технологических схем и аппаратурного оформления процесса выпарки. Осуществить это позволяют математические модели и алгоритмы оптимизации процесса выпарки, учитывающие практически все возможные варианты применяемых на производстве выпарных систем и приведенных в [4, 5, 120, 139, 146—148]. Упрощенная технологическая схема одной МВУ представлена на рис. VI-1. По технологическому назначению в ней можно выделить ряд участков. [c.173]

Демиденко Н. Д. Оптимизация системы контроля управляемых технологических процессов тепло-массообмена.— Изв. Сиб. отд. АН СССР , JY 13, Сер. техн. наук. 1978, вып. 8. [c.280]

Метод математического моделирования эаключается в том, что явления, протекающие в заданном объекте, и их взаимосвязь количественно описываются системой математических уравнений, которая п представляет собою математическую модель объекта. Для каталитических реакторов математическая модель в общем случае должна включать в себя всю систему уравнений кинетики, макрокинетики, гидродинамики и теплообмена, которым посвящены главы I —П1 и VI. Численные значения коэффициентов модели могут меняться при изменении масштаба реактора, но структура модели остается неизменной. Значения коэффициентов модели, таких, как кинетические константы, коэффициенты диффузии и тепло- и массопереноса могут определяться как экспериментальным путем при лабораторных или стендовых исследованиях, так и расчетно-теоретическим путем. При наличии модели и известных значениях коэффициентов с применением ЭВМ могут быть исследованы различные варианты реактора для заданного процесса и проведена его оптимизация. [c.260]

Алгоритмизация этого этана состоит в разработке математических моделей типовых процессов химической технологии. Необходимо не только качественное, но и количественное описание явлений, определяющих процесс. К настоящему времени известно большое количество алгоритмов расчета типовых процессов, отличающихся степейью детализации отдельных составляющих модели, но, по сути, предназначенных для решения систем уравнений материального и теплового балансов, нельнейность которых зависит от точности описания равновесия, химической кинетики, кинетики тепло- и массопереноса, гидродинамики потоков. Объем входной информации зависит от точности модели, однако выходная информация подавляющего большинства алгоритмов практически одинакова профили концентраций, потоков и температур по длине (высоте) аппарата, составы конечных продуктов. Правда, соответствие результатов расчета реальным данным будет определяться тем, насколько точно в модели воспроизведены реальные условия. И все же, несмотря на обилие алгоритмов, нельзя сказать, что проблема разработки моделей (и соответственно расчета) решена — по мере углубления знаний об объекте модели непрерывно совершенствуются. Тем более что до сих пор в определенном классе процессов отсутствуют алгоритмы, обеспечивающие получение решения в любой постановке задачи и обладающие абсолютной сходимостью. Надо учесть еще, что задача в проектной постановке часто решается как задача оптимизации с использованием алгоритмов в проверочной постановке. [c.120]

Метод ветвей и границ нашел применение при синтезе схем рекуперации тепла в системах теплообменной аппаратуры. Его применение основано на том, что вся совокупность возможных решений подразделяется на ряд ветвей и для каждой из пих устанавливаются грапичпые значения некоторого критерия оптимизации. Если в процессе расчета вариантов схем данной ветви выясняется, что решение выходит за принятые границы, то оно исключается из дальнейшего рассмотрения. На основании последовательных расчетов границы уточняются, стягиваясь к значениям, соответствующим оптимальному решению. Метод ветвей и границ прост в реализации, однако определенные трудности может вызвать декомпозиция исходной системы на ряд подсистем решений. [c.139]

Нами рассматриваются комплексно, с учётом взаимных связей физическая модель и следующие вопросы в технологии производства кварцевых заготовок световодов 1) исследование и разработка физических и математических моделей высокотемпературных (1200 2400 К) технологических процессов производства опорной кварцевой трубки и заготовки световодов 2) получение инженерных соотношений для описания температурных полей в техноло1иче-ских процессах 3) исследование и разработка методов решения обратных задач теплообмена как средства проектирования технологических процессов 4) изучение сопряжённых задач для по гучения более полной информации о тепло-, массопереносе в процессах обработки и нахождение условий оптимизации [c.204]

С целью оптимизации выработки ШФЛУ рассмотрены ввод в колонну в качестве отпаривающего агента низокипящих углеводородных фракций. В качестве низкокипящих углеводородных фракций рассмотрены нефтяной газ из компрессорной станции, попутный нефтяной газ промысла, а также получаемая на нефтестабилизационной установке ШФЛУ Рассмотренные исследования показали целесообразность использования в качестве отпаривающего агента сухого или попутного нефтяного газа. Нагретая ШФЛУ может быть использована для ввода дополнительного тепла в колонну, что также позволяет интенсифицировать процесс стабилизации нефти, но требует дополнительных энергетических затрат и ее эффективность незначительна по сравнению с вариантами использования сухого или нефтяного газа. Использование бензиновой фракции невозможно также из-за большой степени ее абсорбции потоком стабильной нефти. Исследования показали, что чем легче фракционный состав подаваемого газа, тем выше эффективность процесса стабилизации нефти. [c.48]

Для изучения эффективности процесса абсорбции при различном съеме тепла по высоте аппарата были выполнены расчетные исследования по оптимизации профиля теплосъема [100 ]. При этом исходили из того, что на установках с адиабатическим режимом работы абсорбера затраты холода складываются из затрат на охлаждение сырого газа Ql), тощего абсорбента ( а) и на поддержание заданной температуры в узле предварительного насыщения абсорбента легкими углеводородами ( ). Кроме того, было принято, что величины и являются входными параметрами схемы, а определяется заданным коэффициентом извлечения ключевого компонента. Схема узла абсорбции приведена на рис. П1.56. [c.217]

Требуемые данные. Сведения, необходимые для оптимизации рассматриваемого процесса, включают данные о падении давления потока газов через слой катализатора, тепло- и массоотдаче из окружающего газового потока к внешней поверхности гранул катализатора, тепло- и массоотдаче в порах гранул, модели реакции на поверхности, а также стоимостные данные. [c.445]

Трубчатый реактор. Для оптимизации режима в трубчатом реакторе параметров меньше, чем в многослойном начальная температура, температура холодильника и скорость потока. Начальную температуру часто выбираем из технологических условий для реакционной смеси и она, как правило, меньше температуры холодильника и мало влияет на показатели процесса. Скорость потока ограничена допустимым гидравлическим сопротивлением. Практически единственный управляющий параметр - температура холодильника Она не сильно меняется по длине слоя (трубки), и поэтому условие тепло-редачи по слою также не сильно. Но тепловыделение с глубиной протекания реакции значительно меняется (см. рис. 4.6). Поэтому профиль температур по длине трубки имеет, как правило, ярко выраженный максимум (рис. 4. 0). Увеличение увеличивает в общем температуру в реакторе и наиболее сильно максимальную, которая ограничена термостойкостью катализатора, воспламенением реакционной смеси, появлением нежелательных реакций и т. д. Поэтому оптимальному (наиболее интенсивному) режиму отвечает температура холодильника, при которой максимальная температура в слое близка к допустимой. При разработке и проектировании трубчатого реактора его оптимизируют конструктивными решениями. Рассмотрим некоторые из них на конкретных примерах. [c.197]

При расчете Р. х. определяют необходимые для достижения заданной производительности и селективности процесса объем аппарата, скорость потока, пов-сгь теплообмена, гидравлич. сопротивление, режим работы, конструктивные параметры (уточняются на основании аэродинамич. испытаний). Расчет выполняют на основе данных по термодинамике и кинетике р-ций, скорости тепло- и массообмена (см. Макрокинетика) с учетом структуры потоков в аппаратах. Наиб, полный расчет, проводимый методом моделирования с использованием ЭВМ, включает определение полей т-ры и концентрации, оптим. режима, схемы теплообмена и циркуляции (см. Оптимизация), а также, наряду с выбором способа управления, анализ устойчивости режима. См. также Массообмен, Перемешивание, Печи, Пленочные аппараты, Теплообмен. [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология