Задача оптимального проектирования

Моделирование процессов гидрокрекинга с использованием закона распределения продуктов. При моделировании процессов нефтепереработки представляется удобной характеристика нефтяной фракции на основе закона распределения ее компонентов по температуре кипения, числу углеродных атомов или молекулярной массе. Тогда нефтяную фракцию характеризуют не фракционным составом, а параметрами закона распределения. Применение такого подхода рассматривал ось и для моделирования гидрокрекинга [32, 331, однако не учитывалась неизотермичность процесса. Поэтому не представлялось возможным решение задачи оптимального проектирования и определения области устойчивых режимов. Проиллюстрируем ниже применение закона распределения для моделирования неизотермического процесса гидрокрекинга бензинов. [c.363]

Задача оптимального проектирования реактора определенного типа сводится, таким образом, к разысканию максимального значения критерия оптимальности путем варьирования ряда независимых переменных, допустимые значения которых обычно ограничены технологическими пределами. Проведение процесса в рассчитанном режиме даст наилучший результат, достижимый (в реакторе данного типа) на данном катализаторе при принятых условиях и ограничениях. Сравнивая максимальные значения критерия оптимальности для реакторов различных типов, можно определить, какой тип реактора предпочтителен для осуществления данного процесса. [c.365]

Допуски на коррозию. Этот фактор является обычным при проектировании реакторов, паровых котлов, конденсаторов, насосов, подземных трубопроводов, резервуаров для воды и морских конструкций. В тех случаях, когда скорости коррозии неизвестны, а методы борьбы с коррозией неясны, задача оптимального проектирования значительно усложняется. Надежные данные о скорости коррозии позволяют более точно оценить срок эксплуатации оборудования и упрощают его проектирование. Типичным примером допусков на коррозию может служить выбор толщины стенок подземных нефтепроводов. Расчетная толщина стенки трубопровода диаметром 200 мм и длиной 362 км составляет 8,18 мм, с учетом коррозии. А применение соответствующей защиты от коррозии позволяет снизить эту величину до 6,35 мм, что приводит к экономии 3700 т стали и увеличению полезного объема трубопровода на 5 % [12]. [c.19]

Для иллюстрации в табл. 20 даны коэффициенты математического описания этой системы, а в табл. 21 сопоставлены рассчитываемые и экспериментальные величины их совпадение можно считать удовлетворительным. Коэффициенты подобраны по результатам 12 режимов, которые были реализованы на пилотной и промышленной установках в широкой области изменения условий процесса температуры от 450 до 520 °С, объемной скорости от 1 до 2 ч , кратности циркуляции водородсодержащего газа от 600 до 1800 м /м . Следовательно, математическое описание позволяет решать задачи оптимального проектирования и управления. [c.148]

Если разрабатываемое описание предназначено для решения задач оптимального управления, то целесообразнее, создав структуру модели, уточнять ее коэффициенты при изменении качества сырья по результатам процесса. Это даст возможность точного описания процесса для различных типов сырья. Таким образом, нет необходимости заранее и точно создавать жесткое описание, учитывающее влияние всех перечисленных качественных показателей. Если разрабатываемое описание предназначено для решения задач оптимального проектирования, то можно определить его коэффициенты для трех-четырех видов сырья и затем вести проектирование для каждого вида раздельно. [c.77]

Статистические описания позволяют решать лишь задачи определения оптимальных условий в уже созданном реакторе (оптимальное управление), но не задачи оптимального проектирования. Так, для решения задач оптимального проектирования с помощью статистических описаний требуется экспериментальное изучение влияния размеров аппарата на результаты в довольно широком интервале и в связи с этим — создание значительного числа опытных установок. Совершенно очевидно поэтому, что статистическими описаниями в этом случае пользоваться не следует. [c.78]

Уже отмечалось, что при решении задач оптимального проектирования и управления процессами нефтепереработки и нефтехимии наиболее оправдано использование описаний на основе уравнений балансов, учитывающих количественно физикохимические явления в реакторе. Разработанные в настоящее время методы статистического описания химических процессов значительно менее надежны и более сложны-для реализации. [c.134]

Так, статистические описания неудобны при решении задач оптимального проектирования и масштабных переходов из-за сложности экспериментального изучения влияния типов и размеров аппаратов на результаты процесса. [c.134]

Расчетные уравнения задачи оптимального проектирования цепочки адиабатических реакторов идеального вытеснения, как и при расчете оптимального режима реакторов других типов, упрощаются, если рассматриваемый процесс включает только одну обратимую или необратимую реакцию и, следовательно, К = [1, 24]. Из процессов с одним ключевым веществом лишь обратимая экзотермическая реакция обладает температурным оптимумом росту эффективности обратимой эндотермической и необратимой реакций благоприятствует максимально возможное повышение температуры. При К = i расчетные уравнения (IX.94) — (IX.98) принимают, соответственно, вид [c.394]

Володин В. М., Об одной задаче оптимального проектирования реактора [c.552]

Критерий (7.397) следует применять при решении задач оптимального проектирования, критерии (7.393) — (7.395) соответствуют наиболее распространенным задачам оптимизации действующих производств. [c.416]

Итак, алгоритмы синтеза систем теплообмена, ставящие целью обеспечить минимум внешнего потребления энергии (энергетически замкнутые системы) при минимальном (или близком к минимально возможному) числе теплообменников, имеют большое практическое значение при решении задач оптимального проектирования. Однако при повышении степени взаимосвязей в теплообменной системе будут ухудшаться такие характеристики, как надежность и управляемость, которым должно быть уделено внимание при синтезе не в последнюю очередь. Дальнейшее развитие методов синтеза теплообменных систем, очевидно, должно быть связано с интеграцией источников и стоков энергии различного рода в пределах химического производства. Задача синтеза в такой постановке существенно усложняется, но и результаты ее решения имеют большое значение в теоретическом и практическом аспектах. [c.460]

Математические модели процессов позволяют эффективно использовать математические методы оптимизации, определять оптимальные решения на той или иной стадии проектирования. По существу задачи оптимального проектирования эквивалентны задачам отыскания тех параметров математических моделей, которые определяют конструктивное оформление и режим процесса при заданных требованиях к количественным и качественным характеристикам получаемой продукции. [c.15]

Задача оптимального управления действующей ХТС по сравнению с задачей оптимального проектирования обладает рядом особенностей. При протекании в системе химико-технологических процессов, как правило, имеются изменяющиеся во времени неуправляемые переменные, которые можно учесть в математической модели только с помощью ее коэффициентов, находимых по результатам работы данной ХТС. Поэтому при оптимизации ХТС на стадии эксплуатации существенную роль приобретают вопросы подстрой-к и математической модели ХТС. [c.300]

В зависимости от поставленной задачи и конкретных условий работы ХТС при их оптимизации могут быть использованы все четыре типа термоэкономических критериев оптимальности. Если решается задача оптимального проектирования ХТС, то в зависимости от числа производимых продуктов можно использовать критерий (VI 1,1) или (VI 1,2). Оптимизация технологических [c.337]

Оптимальное проектирование. Часто при создании нового процесса приходится решать целый ряд задач оптимального проектирования, подчиненных обш ей единой цели,— созданию достаточно эффективного и экономичного производства. Оптимальное проектирование современных химико-технологических процессов предполагает отыскание таких вариантов аппаратурного оформления процесса, при которых определенный его показатель имеет наибольшее или наименьшее значение. Типичными примерами таких задач являются проектные разработки, в которых требуется обеспечить возможность реализации процесса с наименьшими затратами на его аппаратурное оформление или требуется выбрать вариант аппаратурного оформления процесса, позволяющий получить максимальный выход продукта. [c.15]

Как правило, решение задач оптимального проектирования требует наличия математических моделей процессов, составляющих новое производство. С использованием этих моделей решаются как задачи оптимального проектирования отдельных стадий, так и задачи объединения этих стадий в единую производственную схему. [c.15]

Решение задач оптимального проектирования, как правило, требует огромного объема вычислений, выполнить который возможно лишь при достаточно мощных средствах вычислительной техники и рациональном их использовании. Этим в значительной степени объясняется то, что до создания вычислительных машин, способных быстро и точно производить большой объем вычислительной работы, методы оптимального проектирования практически не имели широкого распространения. Проектирование процессов обычно выполнялось на основе весьма приближенных расчетов и оценок, что чрезвычайно задерживало сроки осуществления и освоения новых производств. Появление вычислительных машин позволило качественно изменить отношение к важнейшему этапу создания нового процесса — этапу проектирования, сформулировать его во многом как математически точную задачу и воспользоваться для ее решения современными вычислительными средствами. [c.15]

Показано, что топологический метод описания ФХС может быть успешно применен при решении задач анализа и синтеза систем автоматического управления (САУ). Диаграммы связи элементов САУ позволяют наглядно представить модели отдельных узлов САУ с учетом их конструктивно-технологических особенностей, получать и анализировать динамические характеристики этих узлов, выявлять отдельные элементы, неэффективные с точки зрения динамических свойств. Это открывает путь к автоматизации решения задач оптимального проектирования узлов САУ. В качестве примера рассмотрен топологический метод моделирования пневматических мембранных исполнительных механизмов. [c.293]

Платонов В. М., Об одной задаче оптимального проектирования химического реактора, в сб. Всесоюзная конференция по химическим реакторам , т. 2, Новосибирск, 1965, стр. 350. [c.552]

Основное внимание уделено выявлению закономерностей движения сыпучих материалов с целью использования их для решения задач оптимального проектирования аппаратов, бункеров, питателей, распределительных устройств. [c.2]

ЗАДАЧА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕАКТОРОВ С ДВИЖУЩИМСЯ СЛОЕМ ГРАНУЛИРОВАННОГО КАТАЛИЗАТОРА [c.157]

Введение экономической оценки при оптимизации конструктивного реп епия принципиально отличается от традиционной экономической оценки Последняя обычно выполняется для того, чтобы определить величину экономического эффекта, получаемого от внедрения данной конструкции. В этом случае экономическая оценка вводится лишь на последней стадии проектирования и является не более, чем дополнительной справкой к проекту конструкции. Часто такая оценка производится не проектировщиком, а экономистом. При решении задачи оптимального проектирования экономическое обоснование органически слито с расчетом технических характеристик аппарата. Более того, оно определяет направление выбора проектного варианта и, таким образом, является неотъемлемой составляющей процесса проектирования аппарата. [c.301]

При закрепленных значениях параметров задача оптимального проектирования состоит в том, чтобы найти значения управляющих (конструктивных и технологических) переменных, которые обеспечивают экстремальное, например, минимальное значение функции цели [c.338]

При рассмотрении задачи оптимального проектирования выделим в качестве основных варьируемых параметров следующие количество газовой смеси, подаваемой в одну трубку реактора (G,j,), давление перед реактором (р ), общее количество катализатора в реакторе (F j.) и температуру хладоагента (Т ). Остальные параметры выберем иа некоторых дополнительных соображений либо определим расчетом. В частности, примем фиксированными входные мольные доли этилена и кислорода, диаметры зерна катализатора и трубки реактора и общее количество трубок в нем, хотя оптимальный выбор этих параметров также представляет значительный интерес. [c.215]

Интересно отметить, что оптимизация распределения потоков между реакторами в задаче оптимального проектирования отсутствует, так как возможное различие свойств катализатора в разных реакторах в этой задаче неопределенно и малозначительно. Теперь же указанные вопросы приобретают существенное значение. [c.220]

Этот вывод, однако, не уменьшает значения прибыли и себестоимости как комплексных технико-экономических характеристик технологического процесса. При решении задачи оптимального проектирования установки целесообразность использования одного из этих показателей в качестве критерия оптимальности не вызывает сомнений. [c.22]

Различие второе. Задача оптимального управления, решением которой является временная последовательность управляющих воздействий, является принципиально динамической, хотя в отдельных случаях оказывается возможным использовать решения, полученные для установившихся состояний. Задача оптимального проектирования обычно решается в статике. [c.84]

Различие третье. Задача оптимального управления должна решаться в стохастической постановке, поскольку в реальных условиях управляемый объект находится под воздействием возмущений, в том числе и случайных. Задача оптимального проектирования обычно решается в детерминированной постановке. При этом предполагается, что возмущающие факторы (например, изменение состава сырья) отсутствуют. [c.84]

Различие четвертое. В то время, как задача оптимального проектирования конкретного объекта решается единожды или ограниченное число раз, задача оптимального управления действующим объектом решается многократно и в темпе с процессом. [c.84]

Для проектирования конденсаторов могут быть использованы также критерии, учитывающие работу аппарата в переходных режимах. Их можно разделить на две группы. К первой относятся критерии, характеризующие качество динамических каналов конденсатора. К ним относятся инерционность /р и регулируемость Рр аппарата. Проектирование технологических объектов на основе экстремальных значений /р и Рр имеет существенный недостаток, поскольку только в наиболее простых случаях удается получить количественную оценку связи указанных критериев с качеством переходных процессов в АСР и строго сформулировать задачу оптимального проектирования. В большинстве случаев зависимость /р и Рр от конструктивно-технологических параметров не имеет экстремальной характеристики [28] и определение оптимизируемых параметров не может быть выполнено однозначно. Вторую группу образуют критерии качества переходных процессов. Сюда относятся как функционалы вида /к =5 (где Рр —функция фазовых коорди- [c.17]

Раздел VIII.1. Задачи оптимального проектирования адиабатических реакторов обсуждаются в книге. [c.252]

Расчет всех типов трубчатых реакторов должен базироваться на правильно сформулированных уравнениях материального п энергетического балансов (простейшие из них выведены в разделах 1Х.1—1Х.З) и разумных принципах расчета (раздел IX.4). Далее мы обсудим некоторые задачи оптимального проектирования. Хотя найденные нами оптимальные решения (раздел IX.5), не могут быть практически реализованы, они дают наиболее высокие возможные показатели процесса, к которым надо стремиться при детальном проектировании реактора. Соотношение между теоретическим и практическим оптимальным расчетом мы обсудим, исследуя в разделе IX.6 реакторы с прямоточными и противоточными тенлообменнп-ками. В разделе IX.7 будут затронуты некоторые проблемы устойчивости и регулирования трубчатых реакторов. В конце главы мы рассмотрим некоторые усложнения простой одномерной модели реактора и исследуем влияние продольного перемешивания и поперечного профиля скоростей (разделы IX.8 н IX.9). Структура главы показана на рис. IX.1. [c.256]

Мы сформулируем основные уравнения процесса, а затем обсудим некоторые его экономические характеристики. Результаты, касающиеся оптимального управления периодическим реактором, являются просто интерпретацией решения задачи оптимального проектирования трубчатых реакторов. Мы не будем давать полного вывода этих результатов, но ограничимся качественным их описанием. Изотермические процессы в периодическом реакторе полностью описаны в главе V, где проводилось интегрирование кинетических уравнений при постоянной температуре. Простейшим типом неизотермического процесса является адиабатическое проведение реакции в теплоизолировапном реакторе такой процесс описан в главе УП1. [c.306]

Если разрабатываемое описание предназначено для решения задач оптимального проектирования, то можно определить его коэффициенты для трех-четырех видов сырья и затем вести про-.ектирование для каждого вида сырья раздельно. [c.181]

После уточнения всех математических зависимостей задача оптимального проектирования приобретает точный математический смысл, как задача поиска минимума (максимума) величины Q, р , и может быть решена методами нелинейного программирования. Однако, как бывает в случав практических задач, учет их специфики в сочетанпи с априорными знаниями позволяет значительно облегчить решение оптимальной задачи и избежать многих трудностей. Покажем, как эти соображения можно использовать при решении задачи оптимального проектирования процесса получения окиси этилена. [c.217]

Общая расчетная схема в задаче оптимального проектирования процесса получения окиси этилена, основанная на рассмотренных выше соображениях, сводится к следующему. При фиксированных значениях р и проводим подоптимизацию по внутри каждого итерационного цикла для сведения материального баланса (IX.9). Результатом данного расчета является определение функции (С р, р , Ищем минимум (максимум) этой функции, при- [c.218]

Описанный алгоритм реализован при решении задачи оптимального проектирования процесса получения окиси этилена на цифровой машине Минск-2 . В качестве оптимизируемой величины был принят критерий 3. При расчете подоптимизация по Т , сводящаяся к решению уравнения [c.218]

Другим важным моментом, на котором мы сейчас остановимся, является метод подоптимизации , уже использованный нри разборе задачи оптимального проектирования. В главе VIII было отмечено, что данный метод можно успешно применить в задаче оптимального распределения потоков между параллельно работающими аппаратами. Правда, как указывалось, эффективность использования принципа подоптимизации при наличии рецикла значительно снижается, поскольку подоптимизацию нельзя проводить независимо для каждого отдельного аппарата. Однако в данном случае специфика задачи позволяет избежать осложнений, связанных с наличием рецикла. Рассмотрим это более подробно. [c.221]

Разделение фазовых переменных на входны е и вы ходные обусловлено физической реализацией процесса, протекающего в с. х.-т. с., при которой данное разделение определяется естественным движением потоков в схеме. Однако следует иметь в виду, что такое деление в математической модели с. х.-т. с. может не соответствовать реальному процессу (это особенно относится к задачам оптимального проектирования) и отвечает движению не реальных, а информационных потоков при принятом направлении расчета схемы. [c.133]

Теория основывается ка существовании двух тпиов условий, примен-яемых всегда при оптимальном проектировании, причем первое (вариационное условие) применяется к каждому слою поочередно, а другое (соответствие скоростей) применяется к степени охлаждения между каждым слоем и следующим. Эти условия модифицируются определенным, точно вычисляемым образом с учетом ограничений рабочих температур. При использовании этих условий решение задачи оптимального проектирования сводится к поиску ряда параметров, число которых не превышает числа различных [c.176]

Различие первое. Задача оптимального проектирования возникает при разработке новой технологической установки, ее решение позволяет рассчитать геометрию алпарата (аппаратов), определить параметры режима его функционирования и, при наличии в составе установки нескольких взаимосвязанных аппаратов, установить характер и параметры связи между ними. Задача оптимального управления решается применительно к действующей установке и имеет целью расчет последовательности управляющих воздействий, обеспечивающих оптимальное функционирование установки во времени с учетом реальных условий ее работы этот расчет должен осуществляться в темпе С процессом по результатам наблюдений. [c.84]

В первом случае мы имеем дело с задачей текущего планирования в рамках ОАСУ, во втором - с задачей оптимального проектирования (в рамках автоматизированной системы проектирования предприятий) [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология