Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Оптимальное управление процессом гидрирования бензола в нестационарных условиях

Диссертация: Оптимальное управление процессом гидрирования бензола в нестационарных условиях
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Практическая ценность работы. Разработанные алгоритмы предлагаются для использования в составе автоматизированных систем управления процессом гидрирования бензола при производстве капро-лактама в нестационарных условиях. Сравнительный анализ режимов работы цеха гидрирования бензола производства «КАПРОЛАКТАМ -3» Кемеровского А/О «АЗОТ» за определенный период времени и оптимальных режимов… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ГИДРИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА
    • 1. 1. Физико-химические основы процесса гидрирования бензола
    • 1. 2. Математическое описание основных процессов в каталитическом реакторе
      • 1. 2. 1. Процессы в пористом зерне катализатора
      • 1. 2. 2. Внешнедиффузионный процесс на зерне катализатора
      • 1. 2. 3. Процессы переноса тепла и вещества в слое катализатора
      • 1. 2. 4. Критерии выбора математического описания
    • 1. 3. Анализ существующих методов и систем управления процессом гидрирования бензола
  • ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГИДРИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА В НЕСТАЦИОНАРНЫХ УСЛОВИЯХ
    • 2. 1. Общая постановка и декомпозиция задачи управления технологическим процессом в условиях неравномерного поступления сырья
    • 2. 2. Постановка задачи оптимального управления процессом гидрирования бензола
  • ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ СТАДИЙ ПРОЦЕССА ГИДРИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА
    • 3. 1. Синтез математической модели реактора гидрирования бензола
      • 3. 1. 1. Вывод уравнения, описывающего изменение температуры по длине реактора
      • 3. 1. 2. Описание изменения концентрации бензола в реакторе
      • 3. 1. 3. Уравнение скорости течения парогазовой смеси в реакторе
      • 3. 1. 4. Зависимость температуры органического теплоносителя от теплового эффекта реакции, и его начальной температуры и расхода
      • 3. 1. 5. Уравнение скорости реакции гидрирования бензола
      • 3. 1. 6. Феноменологическая модель реактора гидрирования бензола
    • 3. 2. Описание процесса осушки бензола в ректификационной колонне
    • 3. 3. Модель колонны очистки циклогексана
    • 3. 4. Описание процесса парогенерации в котле-утилизаторе
  • ГЛАВА 4. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССА ГИДРИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА
    • 4. 1. Экспериментальное исследование процесса гидрирования бензола в производственных условиях
      • 4. 1. 1. Гидрирование бензола
      • 4. 1. 2. Осушка бензола
      • 4. 1. 3. Очистка циклогексана
      • 4. 1. 4. Процесс парогенерации
    • 4. 2. Определение численных значений параметров математических моделей процесса гидрирования бензола
      • 4. 2. 1. Выделение неизвестных параметров в разработанных математических моделях
      • 4. 2. 2. Определение вида функции невязки и разработка алгоритмов параметрической идентификации моделей
  • ГЛАВА 5. АЛГОРИТМ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ
    • 5. 1. Разработка алгоритма поиска оптимальных режимов работы технологического оборудования цеха гидрирования бензола
    • 5. 2. Результаты исследования алгоритма поиска оптимальных режимов работы цеха гидрирования бензола

Оптимальное управление процессом гидрирования бензола в нестационарных условиях (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность проблемы. Работа большинства отечественных предприятий по производству капролактама характеризуется нестационарностью внешних и внутренних условий, то есть неравномерным поступлением на предприятия сырья, материалов, отсутствием необходимых запасов этого сырья на предприятиинестабильностью работы производственных подразделений самого предприятия, обеспечивающих производство капролактама энергией и некоторыми видами сырьядинамичным изменением цен на сырье, продукты и т. д. Это приводит к частым простоям оборудования, к изменению режимов его работы в широких пределах. Кроме того, многие предприятия, в условиях дефицита финансовых средств, практически не обновляют основные фонды, что существенно изменяет свойства и характеристики оборудования.

Существующие автоматизированные системы управления процессом производства капролактама создавались для сравнительно стабильных условий работы цепи технологических аппаратов. Поэтому в нестационарных производственных условиях их работа характеризуется низкой эффективностью. Исходя из этого, создание подсистемы управления, позволяющей в нестационарной обстановке оперативно находить оптимальные режимы работы оборудования является актуальной практической задачей. С теоретической точки зрения, актуальность проблемы обусловлена недостаточной проработанностью методологии оптимального ситуационного управления химико-техническими процессами в нестационарных условиях.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертации является математическая постановка задачи оптимального управления химико-техническими процессами в нестационарных условиях и разработка алгоритмов решения задачи на примере процесса гидрирования бензола при производстве капролактама.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести теоретическое и экспериментальное исследование процесса гидрирования бензола при производстве капролактама по окислительной схеме.

2. Сформулировать и формализовать задачу поиска оптимальных режимов химико-технологических процессов в условиях дефицита сырья.

3. Осуществить постановку задачи оптимизации процессом гидрирования бензола.

4. Разработать и скорректировать известные математические модели основных стадий процесса гидрирования бензола для использования их в системе управления, работающей в режиме реального времени.

5. Провести параметрическую идентификацию математических моделей основных стадий гидрирования бензола на базе полученных экспериментальных результатов.

6. Осуществить синтез и исследование алгоритмов идентификации, адаптации и оптимального управления процессом гидрирования бензола в нестационарных производственных условиях.

Основы выполнения работы. Основой явились методы математического моделирования химико-технологических объектов, позволяющие осуществить теоретический анализ и оптимизацию процессов, протекающих в них. Использованы теоретические и практические разработки теории оптимальных и адаптивных систем автоматического управленияметоды пассивного экспериментального исследования технологических объектов в производственных условиях.

Научная новизна:

7. Сформирована процедура выбора оптимального режима работы оборудования для химико-технологических производств, работающих в условиях дефицита сырья.

8. Осуществлена постановка задачи оптимизации процесса гидрирования бензола из условия получения минимальных энергозатрат на проведение процесса.

9. Разработана математическая модель трубчатого реактора гидрирования бензола с платиновым катализатором.

10. Разработан алгоритм идентификации математической модели гидрирования бензола в трубчатом реакторе.

11. Предложен алгоритм поиска оптимальных режимов работы оборудования цеха гидрирования бензола в нестационарных условиях.

Практическая ценность работы. Разработанные алгоритмы предлагаются для использования в составе автоматизированных систем управления процессом гидрирования бензола при производстве капро-лактама в нестационарных условиях. Сравнительный анализ режимов работы цеха гидрирования бензола производства «КАПРОЛАКТАМ -3» Кемеровского А/О «АЗОТ» за определенный период времени и оптимальных режимов, рассчитанных по разработанным алгоритмам, показывает, что внедрение предлагаемых алгоритмов и системы оптимального управления в производственный процесс принесет экономический эффект около 930 руб. на тонну готового продукта, циклогекса-на (по курсу 1998 г.).

Постановка задачи оптимального управления химико-технологическими процессами в нестационарных условиях и ряд разработанных алгоритмов могут быть рекомендованы к применению в учебно-исследовательском процессе вузов.

Реализация результатов работы. Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение подсистемы управления процессом гидрирования бензола в нестационарных условиях включено в разрабатываемый проект автоматизированной системы управления производством «КАПРОЛАКТАМ — 3» Кемеровского А/О «АЗОТ». Алгоритмы идентификации, адаптации и многокритериальной оптимизации используются при выполнении лабораторных работ в КемТИПП по дисциплинам: «Автоматизация технологических процессов и производств», «Системы автоматизации и управления» .

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту вынесены: постановка и декомпозиция задачи оптимального управления процессом в нестационарных условиях применительно к производству гидрирования бензола, физико-математическая модель реактора гидрирования бензола, алгоритм идентификации физико-математической модели процесса гидрирования бензола в трубчатом реакторе, алгоритм управления процессом гидрирования бензола, включающий в себя процедуры адаптации моделей осушки, гидрирования бензола, очистки циклогексана и охлаждения масла.

Личный вклад автора заключается в непосредственном творческом участии в постановке и решении задачи оптимального управления производством гидрирования бензоласоставлении, обобщении и решении физико-математической модели трубчатого реактора гидрирования бензолавыборе математического описания стадий осушки бензола, очистки циклогексана и охлаждения масларазработке алгоритма управления процессом гидрирования бензола.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Математические методы в химии и химической технологии».

Тверь, 1995 г.- Новомосковск, 1997 г.), на 2-й международной научно-технической конференции «Динамика систем механизмов и машин» (Омск, 1997 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Системы и средства автоматизации» (Новокузнецк, 1998 г.), Международной научной конференции «Математические методы в химии и технологиях» (Владимир, 1998 г.), Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Санкт-Петербург, 2000 г.). Работа прошла экспертизу на секции «Математические вопросы управления технологическими процессами» 11-й Международной научной конференции ММХТ — 11 (г. Владимир, 1 — 3 июня 1998 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, 10 материалов научных конференции.

1. Чупин А. В., Пачкин С. Г. Математическое моделирование гидрирования бензола при производстве капролактама // Тезисы докладов Международной конференции «Математические методы в химии и химической технологии». — Тверь: ТГТУ, 1995, с. 73.

2. Чупин А. В., Пачкин С. Г. Определение скорости реакции гидрирования бензола // Сборник тезисов научных работ «Новые технологии». -Кемерово: КемТИПП, 1996, с. 59.

3. Пачкин С. Г., Чупин А. В., Марков Р. Н. Алгоритм управления процессом гидрирования бензола в условиях неравномерного поступления сырья // Сборник тезисов научных работ «Не традиционные технологии и способы производства пищевых продуктов». — Кемерово: КемТИПП, 1997, с. 90 — 92.

4. Пачкин С. Г., Чупин А. В. Экспериментальное исследование процесса гидрирования бензола в промышленных условиях // Сборник тезисов научных работ «Проблемы рационального питания». — Кемеро-во:КемТИПП, 1997, с. 131 — 133.

5. Панкин С. Г., Чупин А. В. Алгоритм решения систем управления, описывающих процесс изменения температуры и концентрации по длине реактора гидрирования бензола // Там же, с. 134- 138.

6. Чупин А. В., Панкин С. Г. Исследование динамики процесса гидрирования бензола в производственных условиях // Материалы 2-й Международной конференции «Динамика систем механизмов и машин». — Омск: ОГТУ, 1997, с. 78.

7. Панкин С. Г., Чупин А. В. Управление гидрированием бензола при производстве капролактама // Тезисы докладов Международной конференции «Математические методы в химии и химической технологии». — Новомосковск: НИРХТУ им. Д. И. Менделеева, 1997, с. 91 — 92.

8. Чупин А. В., Пачкин С. Г. Математическая постановка задачи оптимального управления процессами гидрирования бензола при производстве капролактама // Вестник КузГТУ, 1998, № 5, с. 86 — 88.

9. Панкин С. Г., Чупин А. В. Оптимальное управление процессом гидрирования бензола в условиях неравномерного поступления сырья // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Системы и средства автоматизации». — Новокузнецк: СибГИУ, 1998, с. 169 — 174.

10. Чупин А. В., Панкин С. Г. Математическое описание реактора гидрирования бензола // Сборник научных трудов «Кемеровскому Технологическому Институту Пищевой Поомышленности: 25 лет: достижение, проблемы, перспективы». — Кемерово. КемТИПП, 1998, с. 64 -67.

11. Панкин С. Г., Чупин А. В. Применение регрессионных моделей в системе управления процесса гидрирования бензола // Сборник научных трудов «Пищевые продукты и экология». — Кемерово: КемТИПП, 1998, с. 177- 179.

12. Панкин С. Г., Чупин А. В., Алистренко Д. А. Выбор методов решения задачи управления процессом гидрирования бензола // Сборник научных трудов «Пищевые продукты и экология». — Кемеро-во:КемТИПП, 1998, с. 179- 180.

13. Чупин А. В., Пачкин С. Г. Оптимальное управление процессом гидрирования бензола в нестационарных производственных условиях // Материалы Международной научной конференции «Математические методы в химии и технологиях». — Владимир: ВГУ, 1998, с. 138.

14. Пачкин С. Г., Осинцев A.M., Брагинский Б. И., Чупин А. В. Феноменологическая модель трубчатого реактора гидрирования бензола // Сборник трудов «Технологии и процессы пищевых производств». — Кемерово: КемТИПП, 1999, с. 147 — 150.

15. Чупин А. В., Пачкин С. Г. Алгоритм параметрической идентификации модели реактора гидрирования бензола // Сборник научных трудов «Проблемы и перспективы здорового питания». -Кемерово:КемТИПП, 2000, с. 136.

16. Чупин А. В., Пачкин С. Г. Параметрическая идентификация модели реактора по производству циклогексана // Материалы Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях». — Санкт-Петербург:СПбГТИ, 2000, с. 57−58.

17. Чупин А. В., Пачкин С. Г. Управление технологическим процессом в условиях неравномерного поступления сырья // Вестник КузГТУ, 2000, № 6, с. 33−35.

Выводы к пятой главе.

1. Разработан алгоритм поиска оптимальных режимов работы оборудования цеха гидрирования бензола, который позволяет: а) оперативно рассчитать режим работы оборудования в нестационарных производственных условияхб) достигнуть минимальных энергетических затрат на проведение процесса за планируемый промежуток времени.

2. Проведено сравнение реальных результатов работы цеха гидрирования бензола производства «КАПРОЛАКТАМ — 3» Кемеровского А/О «АЗОТ» с оптимальными режимами, рассчитанными по разработанному алгоритму, которые показали экономическую эффективность данного алгоритма.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Основным содержанием работы явилось изучение процесса гидрирования бензола в производстве капролактама, как объекта автоматизации, и разработка алгоритмов оптимального управления процессом в нестационарных производственных условиях.

В работе проведены теоретические и экспериментальные исследования процесса, которые позволили: определить основные физико-химические закономерностисинтезировать математические модели основных стадий процессасформулировать задачу оптимизации работы оборудования и разработать алгоритм оптимального управления процессом.

Проведенное сравнение реальных производственных режимов работы оборудования цеха гидрирования бензола и режимов, рассчитанных по разработанным алгоритмам, подтвердило правильность основных положений, полученных при выполнении настоящей работы. В итоге получены следующие результаты:

1. Изучены и проанализированы сложные физико-химические процессы, протекающие при гидрировании бензола в циклогексан. Показана неэффективность существующих методов и систем управления процессом в нестационарных производственных условиях. Рассмотрены имеющиеся математические модели процесса гидрирования бензола, и показана их непригодность для целей оптимального управления процессом в условиях дефицита сырья и изменяющихся цен.

2. На основании анализа работы цеха гидрирования бензола сформулирована и формализована постановка задачи оптимального управления оборудованием цеха. А так же разработан алгоритм, позволяющий получить минимум энергозатрат на проведение процесса.

3. На основании теоретических исследований предложен механизм процесса гидрирования бензола в трубчатом реакторе с платиновым катализатором и синтезирована феноменологическая модель реактора. Получены математические модели процессов осушки бензола, очистки циклогексана и процесса парогенерации.

4. Проведены идентификационные экспериментальные исследования процесса в производственных условиях, которые позволили получить данные для параметрической идентификации разработанных моделей основных стадий процесса.

5. Разработаны алгоритмы параметрической идентификации процесса гидрирования бензола в трубчатом реакторе, осушки бензола и очистки циклогексана в ректификационных колоннах.

6. Разработан алгоритм поиска оптимальных режимов работы оборудования цеха гидрирования бензола в условиях:

— дефицита основного сырья (бензола) и неравномерного его поступления на предприятие;

— изменения подачи водорода со смежных производств;

— изменения цен на сырье, энергоносители, материалы;

— изменения характеристик основного оборудования.

7. Проведено сравнение реальных результатов работы цеха гидрирования бензола производства «КАПРОЛАКТАМ — 3» Кемеровского А/о «Азот» с оптимальными решениями, рассчитанными по разработанным алгоритмам, которые показали экономическую эффективность предлагаемых алгоритмов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Производство капролактама./ Под ред. В. И. Овчинникова и В.Р. Ручин-ского. М.:Химия, 1977. — 263 с.
  2. С.Л. Кинетика каталитических реакций. / Методические вопросы кинетики// ИХФ, ИОХ ААН СССР, 1983. с. 5
  3. М.Г. Моделирование химических процессов и реакторов. -Новосибирск: ИКСО АН СССР, 1971. с.7
  4. Г. С., Спивак С. И. Математические модели химической кинетики. М.'Знание, 1977. — 54с.
  5. М.С. Кинетика и механизм гидрирования на Pt-Pd катализаторе в растворах. Алма-Ата, 1955. — 272 с.
  6. Г. С., Баков В. И. Кинетические модели каталитических реакций. Новосибирск: Наука, 1983. — 253 с.
  7. С.Л. Адекватность кинетических моделей. / Кинетика и катализ. № 1,2.- 1995.
  8. Н., Villadsen J. // Chem. Eng. Sci. 1972. — V. 27. — p. 21.
  9. Г. К. Некоторые проблемы катализа. М.: Знание, 1981.-223с.
  10. Http://www.catalysis.nsk.su Иститут катализа им. Борескова СО РАН
  11. Г. К. Гетерогенный катализ. М.: Наука 1986.
  12. Ю.С., Любарский Г. Д., Островский Г. М. // Кинетика и катализ. 1966. — т.7 — с.258−265.
  13. М.И. // ДАН СССР. 1963. — т. 152, № 1. — с. 156−158.
  14. Г. Д., Авдеева Л. Б., Кулькова Н. В. // Кинетика и катализ. -1962. т.З. — № 1. — с.123−132.
  15. П.С., Платью И. С., Стоутхамер Б. // Междунар. конгресса по катализу. Москва, 1968. М.: Наука, 1970.
  16. Basset J., Dalmai Imelik G., Primet M., Mutin R. // Catalysis.- 1975, — V. 37.- P. 22.
  17. А., Парравано Дж. // Тр. I Междунар. конгресса по катализу. М,-1960, — С. 806.18Nakano К., Fueda Y., Uchino Т., Kusunoki К. // J. Chem. Engng Japan.-1982.-V. 15,-P. 397.
  18. Г. А., Ерохина К. Д., Федоров Т. Н., Измайлов Р. И. // Кинетика и катализ. -1975. -Т. 16. -№ 2. -С. 529
  19. М., Bernard F., Teichner S. J. // Bull. Soc. Chim. France.- 1980. -№ 5 6. -P. 205.
  20. J.M., Webb G. // Appl. Catalysis.- 1983, — V. 6. -№ 1, — P. 67.22Antonucci P., Van Truong N., Giordano N., Maggiore R. // J. Catalysis.1982.-V. 75,-№ 1.-P. 140.
  21. .Н. Катализ в органической химии. -М: Госхимиздат, 1956. -172 с.
  22. Bricrwede F., Aston J.// J. Res. Nat. Bur. Stand. 1946. — v.37. — № 5. -p.265−270.25Фрост А. В. Труды по кинетике и катализу Изд. АН СССР, 1956. -289с.
  23. В.Р., Фрост А. В. Химические равновесия реакции углеводородов // ЖФХ -1952- Т. 1. вып. 6. — 1952. — с. 334.
  24. Н.М., Карпова JI.A., Дуплякин В. К. // Кинетива и катализ. -1984.-т. 25,-№ 5.-С. 1117.
  25. Http://www.univer.omsk.su/win/chair/anchoil/ostrovsky/index.html Страница профессора кафедры аналетической химии и химии нефти Островского Н.М.
  26. A.M. и др. Эмпирические закономерности процесса гидрирования бензола в циклогексан // Химическая Промышленность. -1980. № 2. — с.79.
  27. A.M. и др. Влияние температуры на процесс гидрирования бензола в циклогексан // Химическая Промышленность. -1972. № 9. -с.23.
  28. A.M. Исследование процесса гидрирования бензола и разработка усовершенствованной технологии производства циклогексана: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1978.-22 с.
  29. В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии-М. .Химия, 1971 -496 с.
  30. Моделирование и оптимизация каталитических процессов. Доклады всесоюзного совещания, отв. ред. Слинько М. Г. 1965. — 192 с.
  31. Кинетика гидрирования бензола на платиновом, палладиевом и рутениевом катализаторах // Э.М., Пром. орг. синтез. -1983. № 3. — с.8.
  32. Гидрирование бензола на нанесенных Pt катализаторах // РЖХ. 1974. — 16Б1093
  33. Изучение гидрирования бензола на Pt/АЬОз // РЖХ. 1976. — 1Б1307
  34. B.C., Флок В. Моделирование каталитических процессов и реакторов. М. :Химия, 1991. — 256 с.
  35. Э.Н., Бадатов Е. В., Бесков B.C. // Теоретические основы химической технологии. 1976. — т. 10. — с.53
  36. J., Morals М., Spin С. // Ind. Eng. Chem. 1951. — v.43. — p.225
  37. Schertz W" BischoffK. // A.J.Ch E. Journal. 1968. — v.15. — p.597
  38. М.Э., Тодес O.M. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем, — М:Химия, 1968.-372 с.
  39. М.Э., Жаворонков Н. М., Завелев Е. Д., Семенов В. П., Вакк Э. Г. // Теоретические основы химической технологиию.-1979, — Т.13, — 297 с.
  40. М.Э., Умник Н. Н. // ЖПХ, — 1950, — Т.23, — с. 100
  41. В.А., Матрос Ю. Ш., Слинько М. Г. // Теоретические основыхимической технологии,-1971, — Т.5.- с. 226. 45Лейбензов Л. С. Движение природных газов и жидкостей в пористой среде, — М: Недра, 1974. 322 с.
  42. .Б., Дильман В. В. // Теоретические основы химической технологии.- 1970.-Т.4.-С.765
  43. B.C., Бадатов Е. В., Брандес Э. Ю., Платонов В. В. //Теоретические основы химической технологии, — 1979.-Т.13.- с.278
  44. С.Я., Рубинштейн Р. Н. // Журнал физической химии.-1946.-T.20.-c.1127, 1421- 1946.-T.21.-c.449, 659
  45. Р. // Chem. Eng. Ski.- 1953.-V.2- P. l
  46. V., Kubicek M., Caha J. // Chem. Eng. Ski.-1971.- V.26-P. 1743
  47. Cs. // Ind. Eng. Chem.- 1967, — V. 59- P. 18
  48. V. // Ind. Eng. Chem.- 1970, — V. 62- P. 8
  49. B.C. // Моделирование химических процессов и реакторов / Т.1, Новосибирск: Институт катализа СО АН СССР, 1971, c. l 11
  50. О. // Chem. Eng. Ski.- 1962.- V.17-P.576
  51. H., Lapidus L. // A.J.Ch E. Journal.-1960.-V.6-P.656
  52. В.Г., Маркин B.C., Чизмаджев Ю. А. // Докл.АН СССР, — 1966,-Т.166
  53. G. // Chem. Eng. Ski.- 1958.- V.7- P.156
  54. P. // Chem. Eng. Ski.- 1959.-V.11- P. 1251
  55. Я.Б. //ЖФХ, — 1939.-T.13.-c.103
  56. Е. // Ind. Eng. Chem.- 1939, — V.31.- Р.91 664Карноухов А.П. // Кинетика и катализ, — 1971.-Т. 12, — с. 1033
  57. R.B. // Chem. Phys.-1961, — V.35-P.2076
  58. В.В., Лейципа В. Г., Павлюкевич Н. В. // Инж.-физ. Ж.-1975.-T.26.-c.657
  59. P., Smith J. // A.J.Ch Е. Journal- 1968, — V.14.- Р.886
  60. Р., Бодденберг Б. // Пористая структура катализатора и процессы переноса в гетерогенном катализе.- Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1970.-c.164
  61. М.Г., Малиновская О. А., Бесков B.C. // Химическая промышленность.-! 963, — N9, — с.641
  62. Дж., Кертис Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей, — М:ИЛ, 1961.- 272 с.
  63. С. Свойства газов и газовых смесей, — М:Химия, 1966−189с.
  64. J., Jiracek F. // Chem. Techn.- 1970, — V.22- P.393
  65. B.C. Моделирование процессов в неподвижном слое катализатора и их использование // Книга: Моделирование химических процессов и реакторов, Т.1, Новосибирск: Институт катализа, 1971. 299с.
  66. Н.А., Матрос Ю. Ш. Моделирование реакторов с неподвижным слоем катализатора при постоянном гидравлическом давлении: Сборник научных трудов/ Математические модели каталитических реакторов, — Новосибирск: Наука, 1989. 326с.
  67. Bond G.C., Wells Р.В. Adv. In Catalysis. .- 1964.- v. 15- p. 91
  68. J.E., Foss A.S. // Aj. Ch. E. Journal.-1965, — v. 11- p.101 279Бесков B.C., Кузин B.A., Слинько М. Г. //Хим. Пром.-1965,-N 1.-С.4
  69. Н.Н. Моделирование процессов массо- и энергопереноса: нелинейные системы, — Л: Химия, 1979.-204с.
  70. Способ автоматического регулирования подачи тепла в простую ректификационную колонну, А.С. № 175 040 В 01 D 3/1.
  71. Способ автоматического управления ректификационной колонной, А.С. № 541 483 В 01 D 3/42.
  72. Способ управления процессом ректификации, А.С.№ 633 543 В01 D 3/42.
  73. Способ автоматического регулирования процесса ректификации, А.С. В 01 D 3/42 № 282 292, № 273 166, № 467 749.
  74. Способ автоматического управления процессом ректификации, А.С. В 01 D 3/42 № 558 683, № 500 805, 434 950
  75. Справочник по теории автоматического управления. /Под редакцией А. А. Красовского. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. литер., 1987, — 712с.
  76. А.А., Гельфтат А. Г. Проектирование многокритериальных систем управления промышленными объектами. М: Энергоатомиздат, 1993, — 304с.
  77. Г. М., Берегинский Т. А. Оптимизация химико-технологических процессов. Теория и практика. М: Химия, 1984.-240с.
  78. Http://www.issep.rssi.ru Международная Соросовская Программа в области точных наук.
  79. B.C., Володин В. М., Цирлин A.M. Оптимальное управление процессами химической технологии (экстремальные задачи в ТАУ).-М:Химия, 1978,-384с.
  80. A.M., Балакирев B.C., Дудников Е. Г. Вариационные методы оптимизации управляемых объектов, — М., Энергия, 1975, — 448с.
  81. Д., Куо Б. Оптимальное управление и математическое программирование.- М., Наука, 1975, — 280с.96Красовский А.А., Буков В. Н., Щедрин B.C. Универсальные алгоритмы оптимального управления непрерывными процессами, — М., Наука, 1977.-272с.
  82. Д.А. Ситуационное управление, Теория и практика. -М., Наука, 1986- 321с.
  83. Д.А. Моделирование рассуждений. Москва, 1989. — 298 с.
  84. А.Н. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой, — М., Наука, 1990, — 272с.
  85. В.П. Экспертные системы в химической технологии,-М.:Химия, 1995.-368с.
  86. Д.А. Большие системы ситуационного управления. Москва, 1975.-272 с.
  87. B.C., Слинько М. Г. Научные основы выбора оптимальных технологических схем контактных аппаратов./ Сб. «Всесоюзная конференция по химическим реакторам», т. 1.-Новосибирск, 1965.-c.16.
  88. А. А. Процессы и аппараты пищевых производств. -М.:Химия, 1975.-658с.
  89. JT.H. Химическая кинетика.- Новосибирск, 1988. 230с.
  90. С.К. и др. Азеотропные смеси. Справочник.-Л:Химия, 1971.-279с.
  91. .В., Савинов И. М., Витенберг А. Г. Руководство к практическим работам по газовой хромотографии. Учебное пособие для вузов.-Л:Химия, 1988.-334с.
  92. Л.А., Маджаров Н. Е. Введение в идентификацию объектов управления. -М: Энергия, 1977. -214с.
  93. Г. И. Методы вычислительной математики: Учеб. пособие, -3-е изд., перераб. и доп. М.:Наука, 1989. — 608 с.
  94. В.В., Глебов М. Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств, М: Высшая школа, 1991.-399с.
  95. П. Основы идентификации систем управления, М: Мир, 1975.-308с.
  96. А.А., Имфев Д. К., Кузьмин Н. Н., Яковлев В. Б. Теория управления, — СПБ., СПБГЭТУ «ЛЭТИ», 1999 г. 435с.
  97. С.В. Элементы идентификации и оптимизации управляемых систем, 1974.-321с.
  98. A.M. Оптимальное управление технологическими процессами: Учебное пособие для ВУЗов. М: Энергоатомиздат, 1986.-399с.
  99. Р., Кирилова Ф. М. Методы оптимального управления. Итоги науки и техники, современные проблемы математики. М.: 1976, — Т.6.- с. 133 -206.
  100. Р., Кирилова Ф. М. Методы оптимизации. Минск: Издательство БГУ, 1986.-360с.
  101. Р.В. Оптимальные процессы управления при ограниченных фазовых координатах. Издательство АН СССР, сер. матем., 24.-1960.-№ 3,-с. 315−356.
  102. Г. М. Алгоритмы оптимизации. М.: Химия, 1987. -448с.
  103. Г. М., Бережинский Т. А. Оптимизация химико-технологических процессов. Теория и практика. М.: Химия, 1984. -240 с.
  104. Р.В. Основы оптимального управления. Тбилиси: Издательство ТГУ, 1977. — 256с.
  105. В.Р., Рубинов A.M. Приближенные методы экстремальных задач. JL: издательство ЛГУ, 1968. — 320с.
  106. A.M., Мимотин А. А. Задачи на экстремум при наличии ограничений./ ЭНВМ и МФ 5, — 1965.-№ 3- с. 395 453.
  107. Дж., мл., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений: Пер. с англ. М.: Мир, 1988.- 440 с.
  108. Р. И., Ф. Б. Бабушкин, В. В. Варавко. Применение математических методов и ЭВМ: Практикум: Учебное пособие для вузов. Минск.: Высшая школа, 1988. — 191 с. инертные газыi холодильник1. конденсатор паров после ко- лонны осушки
  109. I сепаратор для отделения из- бытка влаги из бензола1. подогреватель бензола1. V колонна осушки бензола1. VI танк бензола
  110. VII насосы подачи бензола на гидрирование
  111. VIII испаритель кубового продук- та колонны осушки1. предварительный подогреватель £ю
  112. X первый реактор гидрирова- ния бензола
  113. XI конденсатор циклогексана
  114. XII фильтр фторконтактной очи- стки циклогексана
  115. XIII второй реактор гидрирова- ния бензола1. XIV сепаратор1. XV испаритель бензола
  116. XVI насос циркуляции водорода
  117. XVII- фильтр фторконтактной очистки водорода
  118. Краткая техническая характеристика реактора гидрирования бензола
  119. Название параметра Обозна-ение Ед. изм. Численное значение
  120. Внутренний диаметр аппарата Dp mm 1884
  121. Длина трубок реактора, расстояние между трубными решетками L mm 3850
  122. Количество трубок Nt шт 2833
  123. Наружный диаметр трубок D mm 25
  124. Толщина стенок трубок d mm 2
  125. Диаметр таблеток катализатора dm mm 3
  126. Толщина таблеток катализатора hn mm 3−5-5
  127. Краткая техническая характеристика колонны осушки бензола
  128. Название параметра Обозначение Ед. изм. Численное значение
  129. Высота колонны с кубом LK мм 104 501. Диаметр колонны DK mm 600
  130. Диаметр куба колонны Dk6 mm 1200
  131. Количество тарелок N шт 16
  132. Диаметр отверстий в тарелках d0 mm 2
  133. Высота сливной перегородки h mm 100
  134. Краткая техническая характеристика колонны очистки циклогексана
  135. Название параметра Обозначение Ед. изм. Численное значение
  136. Высота колонны с кубом LK mm 30 000
  137. Диаметр колонны DK mm 1400
  138. Количество тарелок N шт 40
  139. Диаметр отверстий в тарелках d0 mm 3
  140. Высота сливной перегородки h mm 150
  141. Основные технологические параметры процесса гидрирования бензола
  142. Название параметра Обозначение Ед. изм. Численное значение
  143. Теплота реакции гидрирования бензола Qr кДж/моль 207
  144. Теплопроводность материала стенокcm Вт/(м*К) 46
  145. Энергия активации Е калл/моль 4000
  146. Общее давление в реакторе рО МПа 3
  147. Плотность масла рм кг/м3 1600
  148. Средняя удельная теплоемкость масла См кДж/(кг*К) 1.9
  149. Доля эффективного сечения трубки k 0.5
  150. Начальная доля водорода в парогазовой смеси W 0.7
  151. Отношение объема жидкого бензола к парообразному Рв м3/м3 0.078
  152. Плотность бензола при температуре 250350 °С рв кг/м3 880
  153. Молекулярная масса бензола Мв аем 78
  154. Молекулярная масса циклогексана Мс аем 84
  155. Молекулярная масса азота MN аем 28
  156. Молекулярная масса водорода Мн аем 2
  157. Основные технологические параметры процесса парогене эации
  158. Название параметра Обозначение Ед. изм. Численное значение
  159. Давление производимого пара Р к 1 пар МПа 0.6
  160. Удельная теплоемкость воды при температуре кипения, ТвШП св кДж/(кг*К) 4.2
  161. Удельная теплота парообразования воды при давлении Р"арк Г" кДж/кг 2095
  162. Температура кипения воды при давлении РШр гр ют 1 В К 431
  163. Начальная температура воды Твн К 298
  164. Программа для решения системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс гидрирования бензола.
  165. PROGRAM RUNGE- USES crt, dos, graph- Const
  166. Ti: Array1.4. of Real = (400, 500, 600, 700) — Cbi: Array[1.4] of Real = (100, 111, 123, 134) — Cci: Array[1. 4 ] of Real = (142, 150, 169, 187) — VARgd, gm, i, j, z, Ntr, N: Integer-
  167. Dz, E, Dtrv, Dapv, sttr, Fbl, Fb, Bi, Tmn, ToO, Fm, FmixO: Real- Go, Qr, L0, Ln, TO, Y0, H, Km, c, Lt, Lm, Nm: Real-klc, k2c, k3c, k4c, kit, k2t, k3t, k4t, klm, k2m, k3m, k4m, KOc, KOt, KOm, L3: Real- Kw, Gam, K1: Real-
  168. Y, T, Li, Tm: Array0.1000. of Real-kb, kh, kc, R, Mb, Mc, Mh, Mn, pO, Fmix, F, vO, S, w, Lam: Real- El, E2, D, Numix, CmixO, CbO, ChO, CnO, rvO, xO, xhO, xnO: Real- Al, A2, akl, ak2, atz, atzn, atp, L, rhom, Cm, Qm, Qml, z0: Real- con: text- st: string-
  169. Function Step (x, r: Real):Real- { хЛг} Beginif x>0 then Step := Exp (r*ln (x)) — if x=0 then Step := 0-if x<0 then if Frac (r/2)=0 then Step := Exp (r*ln (abs (x)))else Step :=-Exp (r*ln (abs (x)))-1. End-
  170. Function Log (x, r: Real):Real- Beginif (x>0) and (r>0) then Log := Ln (x)/Ln®else Write ('Ошибка логарифмирования')-1. End-
  171. PROCEDURE OutTabl- {Вывод таблицы на экран} Var
  172. Nn, Imax: Integer- Begin clrscr- Imax := 0- For i:=1 to N do
  173. T1. ≥ TImax. then Imax := i- Nn:=Round (N/20) —
  174. Writeln (1 0. ', T0.: 3: 4 ,' ', Y[0]: 3:4,' ',(1-Y[0]):3:4) — For i:=l to 20 do begin
  175. Writeln ((i*Nn) :3,'. 1, Ti*Nn. :3:4, ' ', Y[i*Nn] :3:4, ' ', (l-Y[i*Nn]):3:4)-end-
  176. Writeln-Writeln ('Максимальная температура в следующей точке:') — Writeln (Imax:3, '. ', ТImax. :3:4, ' ', Y[Imax] :3:4, 1 1,(1-Y[Imax]):3:4) — Readln-Readln- End-
  177. PROCEDURE readdat- {Чтение файла конфигурации}
  178. Procedure ober- {Вывод ошибки при чтении файла кофигурации} Begin if i<>0 then beginwriteln ('Ошибка в файле конфигурации (в числах)') — halt (2) — end- End-1. Procedure rstr-
  179. PROCEDURE ReadPeremen- {Чтение файла конфигурации}
  180. Procedure ober- {Вывод ошибки при чтении файла кофигурации} Beginif i<>0 then beginwriteln ('Ошибка в файле конфигурации (в числах)') — halt (2) — end- End-1. Procedure rstr-
  181. Procedure ConstData- BeginzO:=0.1- R:=8.31- { Дж/ моль К}
  182. Mb := 78- Mc := 84- Mh := 2- Mn := 28-
  183. D := Dtrv + 2*sttr- { Наружний диаметр трубки м. }
  184. Fmix := Fmix0*1000 00*T0/p0/293- Fb := 880*Fbl*R*T0/p0/0.078-
  185. F := Fmix + Fb- S := E*pi*Dtrv*Dtrv/4-vO := F/S/Ntr- CbO := 880*Fbl/(0.078*F) —
  186. Numix := 100 000*Fmix0/R/300- { моль/с начальное кол-во смеси.
  187. CmixO := Numix / F- xO := CmixO/CbO-
  188. ChO := Cmix0*w- xhO := ChO/CbO-
  189. CnO := CmixO*(1-w) — xnO := CnO/CbO-rvO := (CbO*Mb+ChO*Mh+CnO*Mn)*v0/1000- { rho0*v0}rhom := 1000- Cm := 1900-
  190. Qml:= Fm*rhom*Cm/Ntr/L- Qm := Qml/(Qml+pi*D*lam) —
  191. A1 := 1- { моль/(м куб с) Коэффициент константы скорости реакции по бензолу) А2 := 0.04 *А1- End-
  192. Rr := (akl*(z-atz)/atzn)*(rd-ri) — If (z ≥ (atz+atzn)) and (z = atp) and (z < LN) Then Rr := (akl+ak2)*(rd-ri) — end-
  193. Function dT (T:Real):Real- BegindT := Qm*(T-ToO) — End-
  194. Function С (x, T: Real):Real-1. Var Tz: Byte-
  195. Cb, Cc, Ch, Cn, c: Real- Begin
  196. Ch := 29/Mh*1000- Cn := 30/Mn*1000- Tz := 0- Repeat
  197. Tz := Tz + 1- Until T ≥ TiTz.-cb := CbiTz. + (T-Ti[Tz])*(cbi[Tz+1]-cbi[Tz])/(Ti[Tz+1]-Ti[Tz]) — cc := Cci[Tz] + (T-Ti[Tz])*(cci[Tz+1]-cci[Tz])/(Ti[Tz+1]-Ti[Tz]) — Cb := Cb*1000/Mb- Cc := Cc*1000/Mc-
  198. C := (Cb*x*Mb+Cc*(1-х)*Mc+Ch*(xh0+3*x-3)*Mh+Cn*xnO*Mn)/x*Mb+(1-х)*Mc+(xh0+3*x-3)*Mh+xn0*Mn) — С := C- End-
  199. Function v (x, T: real):real- Beginv vO*(xO-2)/(pO/R/T/CbO-3*x) — End-
  200. Function benT (TT, CC, zz: Real):Real- Var Bt, btl, bt2: Real- Begin
  201. Bt := L/rvO*(Qr*Rr (CC, TT, zz)-4*lam/D*dT (TT))/с (CC, TT) — Btl := Qr*Rr (CC, TT, zz)-4*lam/D*dT (TT) — Bt2 := L/rv0/c (CC, TT) — bt := Btl*Bt2- benT := Bt-1. End-
  202. Порядок реакции по водороду } { Порядок реакции по сиклогексану }
  203. Function benX (TT, CC, zz: Real):Real- Var bx, bxl, bx2, bx3: Real- Begin
  204. Function Tmaslo (TT:Real):Real- Var G: Real- Begin
  205. Kw:=130- ReadDat- {процедура чтения данных из файла конфигурации}
  206. ConstData- ReadPeremen- {процедура чтения данных из файла конфигурации}
  207. Т0. := ТО- Y[0] := Y0- Li[0] := L0- Н := (Ln-L0)/N- Tm[0] := Tmn- j := 0- clrscr- Repeatklc := H * benX (Tj., Y[j], Tm[j], L[j]) — kOckit := H * benT (Tj., Y[j], Tm[j], Li[j]) — kOt1. := Lij. + H/2-
  208. Pt ylb, y2a, tern, fy: array0.25. of real- xlb, xlbu, x2a: array[0.16] of real- fx, vrem, h: array[0.20] of real-
  209. По результатам обсуждения и экспертизы научного доклада С. Г. Пачкина принято следующее заключение.
  210. Сопрддседате^б^^уиттаа конференции ММХТ-11д.т.н. В. С. Балакирев (МГУИэ).1. Подпись
  211. Умений сг ар^т^^с^^^Лгц иГ91. УТВЕРЖДАЮ"приборист Кемеровского1. Ю. И. Гончаров1. Акт внедрениярезультатов работы С. Г. Пачкина «Разработка алгоритмов управления процессом гидрирования бензола в нестационарных производственных условиях».
  212. Полученные в диссертационной работе результаты имеют большую практическую ценность и заложены в проект АСУТП производства «КАПРОЛАКТАМ-З» Кемеровского А/О «АЗОТ».
  213. Начальник участка автоматизащжщю^зводст^а «КАПРОЛАКТАМ-З"1. А. 3. Аюпов
  214. Мастер участка автоматизации цеха гидрирования производства1. М. Н. Рогов-/ж
  215. Алгоритм идентификации математической модели реактора гидрирования бензола. Используется в лабораторном практикуме дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств».
  216. Математическая модель реактора гидрирования бензола. Используется в лекциях по дисциплине «Математическое моделирование объектов и систем автоматизации».
  217. Алгоритм поиска оптимальных режимов процесса гидрирования бензола. Используется в лекциях по дисциплине «Системы автоматизации и управления».
  218. Зав. кафедрой автоматизации производственных процессов и АСУ, доцент, к.т.н.
  219. Декан механического факуль- доцент, к.т.н.1. А. В. Чупин1. A.JI. Майтаков
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?