Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение эффективности процесса низкотемпературного синтеза метанола возможно за счет разработки и внедрения принципиально новых способов организации работы оборудования, связанных с реализацией нестационарных технологических режимов. Перевод процессов синтеза метанола в новые условия функционирования предлагается осуществлять путем циклического изменения входных параметров.
В настоящее время отсутствует общая методология оценки целесообразности использования вынужденных циклических режимов для действующих производств, не создана единая теория, позволяющая выявить основные факторы, определяющие протекание процессов з сложных гвтерогенно-каталитических системах при организации таких воздействий. Недостаточно корректно ставится задача моделирования и оптимизации циклических режимоа. Всё это сдерживает внедрение мероприятий яо интенаификации химико-технологических процессов за счёт использования указанных режимов на традиционном оборудовании.
В связи с вышеизложенным разработка и внедрение нового способа организации процесса низкотемпературного синтеза метанола для повышения эффективности работы действующих производств является актуальной научной и практической задачей.
Цель работы. Настоящее исследование посвящено повышению зірфе-ктивности промышленных химико-технологических схем низкотемпературного синтеза метанола за счёт использования вынувденных циклических режимов. В связи с этим в работе поставлены и решены следующие задачи:
выявление принципиальной возможности позитивного воздействия вынуаденного циклического режима на процесс синтеза метанола}
анализ управляющих воздействий при организации циклических режимов к оценка их параметрической чувствительности;
разработка нестационарной математической модели процесса синтеза метанола;
разработка алгоритмического и программного обеспечения для определения параметров циклических режимов;
. - определение количественных закономерностей протекания процесса в циклическом режиме;
постановка и решение задачи оптимизации циклических режимов
создание аппаратного оформления для организации циклических
воадействий и.промышленная реализация разработок.
Научная новизна. Выполнена теоретическая проработка вопросов организации процесса синтеза метанола в условиях циклических режимов для действующих производств.
Разработана научно обоснованная методология прогнозирования возможности организации циклических режимов для интенсификации сложных систем химической технологии (СХТС).
Выполнен комплекс исследований на опытной и промышленной установках, подтвердивших целесообразность использования циклических режимов для повышения зффективности процесса синтеза метанола.
Разработана нестационарная модель СХТС синтеза метанола.
Выполнены расчёты по определению оптимальных значений циклически измендэщихся воздействий.
Показана возможность использования принципиально новой техно-'' логии, базирующейся на организации процесса в условиях циклических изменений входных параметров.
Практическая ценность. Разработана и реализована методология повышения эффективности процесса синтеза метанола для действующих производств.
Обоснован выбор канала управления для организации циклического режима.
Разработан и прошёл промышленную проверку блок программного переключения для реализации управляющего воздействия.
Результаты работы внедрены на агрегате низкотемпературного синтеза метанола M-I0O-4 Новомосковской акционерной компании "Азот'.'
Организация процесса синтеза метанола в условиях циклических режимов позволяет повысить выход метанола в среднем на 9. что в абсолютных единицах соответствует увеличения выхода целевого продукта на 0.2.
Разработанный подход к исследованию, моделированию, оптимизации и промышленной реализации циклических режимов является универсальным и может быть использован для аналогичных химико-технологи-ческлх производств.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях
- Научно-технической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов Новомо;ковского филиала 'ЖЇА им. Д.И.Менделеева, Новомосковск, 19ь6г.;
"-"Третьей Реессвднч? KCrij':,4.4!.'i-!4 Мое:"' :~.;іГ'.!:пме процессы в катализе", г.І'ггі.оиі'иг-.:!-:, L9dbr.;
Второй Всесоюзной научной конференции "Методы кибернетики химико-технологических: процессов. ЮСТЛ-П", Р.Баку, 1987г.;
Всесоюзном совещании "Применение микроЭВМ в автоматизированных системах управления в промышленности синтетического каучука,
г.Вороне», 19ь7г.;
- Всесоюзных научных конференциях "Математическое моделирова
ние сложных химико-технологических систем": СХТС-ІУ, г.Одесса,
1985г. и СХТС-У, г.Казань, 1988г.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 19 работах.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и приложения. Работа изложена на і9% страницах машинописного текста, включает $4 рисунков и ІІ таблиц опытных и расчётных данных. Список используемой литературы, содержит (9Р наименования.