Введение к работе
Актуальвосись проблемы. Ректификация как способ
очистки и разделения компонентов в настоящее время играет важную роль в . химической и нефтехимической промышленности. Системы ректификационных колонн требуют больших энергетических . затрат, поэтому оптимальное управление ими дает значительный экономический эффект. В качестве критерия оптимальности систем ректификации во всем мире используют приведенные годовые затраты. Для минимизации приведенных годовых затрат а качестве управляющих параметров могут быть использованы такие традиционные параметры управления, как флегмовые числа, номера тарелок питания и др. Но очевидно, что при больших возмущениях по составу разделяемой смеси этими традиционными параметрами не удается добиться минимума затрат, а, часто, и получить требуемое разделение в рамках системы с жесткой структурой.
Предлагается использовать принципиально новое управление - управление структурой системы. Тем самым подразумевается переход к гибким системам ректификации. Цель работы: разработка методов оптимального управления статическими режимами гибких систем ректификационных колони но экономическим критериям с помощью как традиционных управляющих воздействий", так и, главным образом, с помощью гибко изменяемой структуры. Автор защищает:
1. Использование, при определенных в диссертации условиях, суммарной тепловой нагрузки ребойлеров и конченсаторов ректификационных колонн в качестве критерия оптимальности для выбора экономически
4 оптимальной схемы разделения.
-
Метод синтеза оптимальных систем ректификационных колонн с помощью нечетких множеств.
-
Способ управления системами ректификационных колонн с помощью изменяющейся структуры системы. При проведении расчетов может использоваться предлагаемая автором программа расчета статических и динамических режимов работы сложной колонны.
4. Метод оценки экономической эффективности гибких
систем ректификационных колонн.
Методы исследования. При выполнении работы ис
пользовались методы системного анализа химических
технологий на математических моделях. Инструментами
исследования служили современный лицензионный
программный комплекс для расчета химических технологий и производств ASPEN PLUS 9.2, а также специально разработанные автором программные средства. Научная новизна.
-
Определены условия использования суммарной тепловой нагрузки ребоилеров и конденсаторов в качестве критерия оптимальности схемы разделения.
-
Разработан метод синтеза оптимальных систем ректификационных колонн с применением аппарата нечетких множеств.
-
Предложен способ оптимального управления системами ректификационных колонн путем изменения структуры системы в режимах on-line и off-line.
-
Метод оценки экономической эффективности гибких систем ректификационных колонн.
Практическая ценность работы.
Управление структурой системы ректификационных колонн
предложенным автором методом позволяет существенно снизить энергозатраты. Метод оценки экономической эффективности позволяет ответить на вопрос выгодно или невыгодно использовать гибкую систему вместо жесткой. Реализация работы.
Разработанные методы управления могут быть использоваїш для оптимизации газофракционирующих установок нефтеперерабатывающих заводов, для оптимизации процессов разделения и очистки в технологических схемах основного органического синтеза и в других подобных производствах. Разработанное программное обеспечение ис-цользуется в учебных целях студентами химических специальностей Санкт-Петербургского технологического института в курсе "Системный анализ химических технологий". Апробация работы.
Основные результаты исследования докладывались на 4
международной научной конференции "Методы кибернетики
химико-технологических процессов (KXTO-IV-94)" РХТУ им.
Д.И.Менделеева, на 9 международной конференции
"Математические методы в химии ММХ-9" в 1995 г. в
г. Твери, на 10 международной конференции "Матема
тические методы в химии и химической технологии ММХ-10"
в г. Тула в 1996 г., а также на "Школе молодых ученых
при международной конференции ММХ-10". Доклад автора по
вопросам оптимального управления гибкими системами
ректификационных колонн бьш опубликован в трудах
республиканской электронной научной конференции
"Современные проблемы информатизации" Международный
университет компьютерных технологий - г. Воронеж
1996г. Диссертационная работа участвовала в конкурсе
грантов (раздел "кандидатский проект"), проводимым Правительством Санкт-Петербурга и Государственным Комитетом Российской Федерации по высшему образованию. После проведения научной экспертизы исследования проводимые в работе были признаны актуальными. По заключению экспертизы был выделен персональный грант. Две научных статьи, написанных в соавторстве с В.К. Викторовым и В.А. Холодновым, находятся в стадии публикации в журналах "Известия ВУЗов" и "Теоретические основы химической технологии".
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ.
Структура и обЧьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений.' Список цитируемой литературы содержит 98 наименований. Общий объем работы 258 страниц (из них основного текста 142 стр.), содержит 29 таблиц и 15 рисунков.