химическая технология - 6.7.Моделирование полимеризационных процессов и их оптимизация - 68 - читать

Общая химическая технология полимеров(Страница: 68)

Страница: 
68

химическая технология читать 6.7.Моделирование полимеризационных процессов и их оптимизация 68

Однако задача оптимизации возникает и после пуска производства (опытное управление). При этом число оптимизирующих воздействий становится существенно меньше. Часть факторов исследователиуже не могут менять. Таковы, например, размеры реакторов. Но и нецелесообразно теперь регулировать все остальные факторы. Дело в том, что чем больше управляющих факторов, тем сложнее система управления, сложнее ее математическая модель.

Согласно методологии оптимизации на первом этапе целесообразно рассмотреть задачу кинетической оптимизации, заключающуюся в определении наилучших условий проведения полимеризации, исходя только из природы самого процесса и его кинетики. Полученные в результате решения такой задачи оптимальные режимы проведения процесса следует рассматривать как идеальные эталонные режимы, к которым могут быть приближены реальные условия осуществления процесса по конкретной технологической схеме. Постановка задачи кинетической оптимизации обусловлена наличием в процессах полимеризации нескольких одновременно протекающих и конкурирующих реакций, вследствие чего выбор оптимального режима сводится к нетривиальному решению. Кинетические уравнения определяют динамическую модель процесса, в которой концентрации реагентов (обычно мономера и инициатора) рассматриваются в качестве фазовых координат (переменных состояния) управляемого объекта, а температура - в качестве управляющего параметра. Критерий максимальной производительности обычно дополняется требованиями к заданному качеству получаемого полимера. Более строгие требования к качеству полимера учитываются введением дополнительного уравнения, связывающего относительную молекулярную массу полимера с условиями его образования. В этом случае задача кинетической оптимизации сводится к вариационной задаче на условный экстремум. Решение задачи дает теоретически наилучший оптимальный температурный график проведения процесса в аппарате периодического действия или оптимальный температурный профиль в трубчатке или каскаде реакторов.

Следующим этапом является оптимизация технологического режима конкретного реактора или технологической схемы. Задача оптимизации сводится здесь обычно к определению оптимальных значений таких режимных параметров процесса, как температура в реакторе и концентрация во входном потоке. Модель полимеризатора включает в себя прежнюю систему кинетических уравнений процесса, дополненную уравнениями тепло- и массообмена для конкретного типа реактора. Температура в реакторе рассматривается теперь как фазовая координата, а в качестве истинных управляющих воздействий принимаются такие переменные, как температура теплоносителя, температура входного потока, входная концентрация инициатора. Требования к качеству получаемого полимера удобно учитывать путем наложения ограниченийна варьируемые режимные переменные. Математическая задача оптимизации сводится к задаче нелинейного программирования и заключается в отыскании экстремума функции нескольких переменных. Если процесс осуществляется в реакторе смешения непрерывного действия, то функция цели определяется некоторым конечным соотношением, в которое входят варьируемые режимные параметры. Если процесс осуществляется в реакторе вытеснения непрерывного действия, то функция цели определяется решением системы дифференциальных уравнений, в которой варьируются начальные условия. Типичным примером такой задачи является оптимизация многозонного реактора трубчатого типа.

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,064
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,687
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,219