Введение к работе
Актуальность работы. Создание крупных производственных комбинатов с полной переработкой сырья является основной отличительной особенностью современного ускоренного развития химической и нефтехимической промышленности. Такие химические производства, как правило, состоят из большого числа технологических процессов, связанных между собой различными материальными и энергетическими потоками.
Задача оптимального проектирования сложных химико-технологических комплексов (ХТК) и оптимального управления ими состоит не только в том,чтобы определить и реализовать оптимальные режимы для каждого процесса в отдельности, но и в том, чтобы установить между смежными технологическими звеньями комплекса такое согласование материальных и энергетических потоков, которое при наиболее экономном использовании сырьевых и энергетических ресурсов обеспечивает оптимальную работу комплекса в целом.
Однако существующие математические метода и ограниченность оперативной памяти ЭВМ не всегда позволяют решать задачи оптимального проектирования и управления сложными ХТК при традиционном одноуровневом подходе к их рассмотрению.
Поэтому для решения указанных задач в настоящее время применяется декомпозиционный трёхуровневый метод моделирования и оп тимизации сложных химико - технологических комплексов. Основным недостатком этого метода является то, что на уровне глобальной оптимизации химические процессы рассматриваются в виде "чёрных ящиков" с фиксированными степенями превращения, что значительно снижает эффективность метода. Метод не позволяет определить оптимальные значения потоков всех веществ в широком диапазоне варьирования технологических параметров.
В этой связи актуальность диссертационной работы посвященной усовершенствованию трехуровневого метода декомпозиционной оптимизации с целью определения оптимально согласованных значений всех материальных потоков в широком диапазоне варьирования режимных параметров не вызывает никаких сомнений.
Цель работы. Настоящая работа посвящена .усовершенствованию трёхуровневого метода декомпозиционного оптимального проектирования химико - технологических комплексов, с целью повышения эф-
-:4-
фективности функциошфования химических систем, и применения его для синтеза оптимальной структуры технологической схемы по переработке фр. С2 - С5 газов пиролиза бензина.
Научная новизна. Разработан эффективный трехуровневый метод декомпозиционной оптимизации для стадии проектирования химико -технологических комплексов на основе использования полных стационарных кинетических моделей химических процессов на уровне глобальной оптимизации.
Практическая ценность. Разработан общий эффективный декомпозиционный метод оптимального проектирования сложных комплексов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Работоспособность разработанного метода проверена на примере синтеза оптимальной структуры технологической схемы по переработке фр. Сг- С5 газов пиролиза бензина. Создана общая методика решения задачи ДТ оптимизации сложных ХТС путём комплексного применения методов нелинейного и динамического програмирова-ния, и по ним разработанны алгоритмы расчёта сложных химических комплексов.
Апробация работы.Основные положения диссертационной работы обсуждены на III Республиканской конференции молодых учёных -химиков, посвященной 80 -летию академика Н. Ф. Нагиева (г. Баку, 1988 г.) и на конференции аспирантов АН Азербайджана (г. Баку, 1991 г.).
Публикации.По материалам диссертации опубликованы две печатные работы. *
Объём и структура работы. Диссертация изложена на 135 печатной странице, состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы, включающего 124 названия и приложения, содержит Є рисунков и 7 таблиц.
Первая глава посвящена обзору современного состояния проблем системного исследования ХТС„ зопросам декомпозиции существующих ХТС, анализу литературных материалов по моделированию процесса пиролиза бензина и формулировке предлагаемой методики глобальной оптимизации сложного комплекса.
Во второй главе приводятся кинетические модели рассматриваемых процессов, дан синтез химико - технологического комплекса и постановка задачи декомпозиционно - глобальной оптимизации. В третьей главе на примере II производств составлена оптимальная
структура комплекса, выбран экономический критерий глобальной оптимизации и решена задача оптимизации. Полученные результаты сведены в таблицу.
В приложении приведены распечатки программ по расчётам математических моделей отдельных процессов и комплекса в целом.