Введение к работе
Актуальность проблемы. Использование веществ особой чистоти во многом- определяет развитие наиболее наукоемких отраслей прсшшленности, существенно влияющих на нэучнс-теишчёскнй іпхгресс. Вопросы технологии особо чистых веществ очень сложны, и только учет всех факторов обеспечивает успешное решение поставленной проблемы. Это прежде всего связано с совершенствованием информационного обеспечения и автоматизацией процедуры пргзятия оптимального аппаратурно-технолсгического решения.
Имеющиеся в подотрасли особо чистых веществ отдельные информационные системы, существенно сокращая объем рутинных работ, не способны использовать всю совокупность накопленных в этой об.: їсти интеллектуальных знаний. Это возможно только при создал низ универсальной интегрированной компьютерной системы, позволяют^ анализировать имеющуюся информацию по методам очистки а апгвратурно-техяологическому оформлению процессов.
Работа выполнялась в рамках Российской Государственной на-учнэ-технической программы "Экологически безопасные процессы хк-сот и химической технологии" по направлении "Малотоннажные хиняческие продукты, направленный синтез и эколо. лчески безопасны» технологии их производства".
Цель работы. Создание интегрированной компьютерной or темы, позволяющей автоматизировать процедуру выбора метода очистки и оптимального аппаратурно-технологического оформления.
Научная новизна.
1. Проведена многоуровневая систематизация литературных да
тах и экспертных оценок по методам очистки,- ч такае по выбору
технологического оборудования и оптимальных режимов его работы.
Эт: позволило для автоматизации процедуры анализа процессов :. ду
СокоЯ очистки создать интегрированную компьютерную систему,
вклгсащу» следующие два блока:
экспертная система для выбора метода очистки и анализа аппаратурно-технологического оформления процессов;
моделирующая система для расчета оптимального технологического режима и законов управления процессами глубокой очистки.
2. Разработана структура экспертной системы (ЭС). Система
вкопает в себя оболочку, позволяющую проводить консультації, и
б8;7 знаний (БЗ). Для каждого объекта составлены словари и пре
дусмотрена возможность редактировать базу знаний, т.е. осуществ-
- a -
лять взаимодействие между базой и пользователем.
-
Для заполнения базы знаний ЭС был проведен анализ методов и аппаратурно-технологического оформления процессов глубокой очистки ацетона, вцетокитрила, метанола, этанола, изопропилоБого спирта, 'пиридина, тетрагвдрофурана, метиленхлориде, пропилен--карбоната и к~бутиролактона, являющихся наиболее . широко применяемыми органическими растворителями особой чистоты.
-
Для формирования словаря объектов била проведена многоуровневая систематизация аппаратурно-технологического оформления процессов глубокой очистки на примере метода ректификации, наиболее широко используемого при получении веществ особой чистоты.
-
В рамках модзларуодей системы реализована возмокность прогнозирования диффузионных процессов с целью подбора таких конструкционных материалов, которые не изменяют уровень качества продуктов. Проведено моделирование проницаемости фтористоводородной в хлористоводородной кислот через фторполимеры Ф-ІО-» Ф-2М И Ф-4НБ.
-
В рамках моделирующей система для процесса дисталляци-онной очистки, предложен метод, позволяющий математически описывать равновесие в области макро- и микроконцентраций по примеси. Проведено моделирование процессов очистки триэтоксибора и тетра-отоксигермаавя.
-
Проведено моделирование процессов ректификационной очистки алкоксидоь германия и бора в системах "вещество - примесь":
"BCOCjHfcJ, - КСИЛОЛ", "BtOC2HsJ» - CjHsOH", "Ce
r 8. Щ& выбора оптимального закона управления процессами глубокой очистки разработана математическая модель, учитывался периодичность процессов, дискретность управления и стохастические воздействия ва систему. Моделирование проведено для процессов получения особо чистых тетраэтоксигермания и фтористоводородной кислота.
Практическая значимость.
I. Разработанное программное обеспечение интегрированной компьютерной системы внедрено в ГосНИМ "ИРЕА" и РХТУ им. Д.И. Менделеева.
-
Для раЭоты экспертной системы заполнена база знаний, включающая данные по методам очистки, а такие по их аппара'турно--технологичесг-'.эй реализации и управлэнию.
-
С помгдьв моделирующей системы произведен выбор конструкционных материалов для процессов глубокой очистки фтористоводородной и хлористоводородной кислот.
-
Рассчзтанн оптимальные техкологичэские режимы и рекиш управления пр:цессами дистилляционной и ректификационной очистки алкоксидов Сора и германия и фтористоводородной кислоты. Результаты вктдрены на действующих в ГосИИИ "ИРЕА" установках.
Апробацил работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и. обсуждались нз 4-ом Всесоюзном совещании по химическим реактивам (Баку, 1991); 9-ой Всесоюзной конференции по методам получения а анализа высокгчистых веществ (Н.Новгород,1992); 4-ой Международной научной к:нференции "Метода кибернетики химико-технологических процессоь' (Москва, 1994).
Публикаоя результатов исследования.
Основное содержание диссертации изложено б 8 пвчзтішх работах.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы ( 121 наименование) и приложения с актами внедрения результатов работы. Диссертация изложена на 124 страницах, включая 10 рисунков и 9 таблиц.
