химическая технология - 6.7.Моделирование полимеризационных процессов и их оптимизация - 66 - читать

Общая химическая технология полимеров(Страница: 66)

Страница: 
66

химическая технология читать 6.7.Моделирование полимеризационных процессов и их оптимизация 66

В последние годы все чаще специалисты используют математическое моделирование полимеризационных процессов, позволяющее провести расчеты оптимальных вариантов синтеза, сопоставить различные условия проведения процесса, конфигурации реактора и т. п. Например, на основе кинетического анализа удалось увеличить производительность реактора термической полимеризации стирола в массе на 60 % и на 10...30 % улучшилось качество продукта, повысилась его прочность и теплостойкость.

Ниже представлена схема разработки процесса синтеза полимеров с помощью математического моделирования.

  1. Формулирование глобальной цели разработки.

  2. Анализ предварительных данных и получение ориентировочных зависимостей для расчета и оценки:

  • кинетики, молекулярных свойств;

  • реологических, теплофизических и термодинамических свойств;

  • коэффициентов тепло- и массообмена.

  1. Построение математических моделей и расчет вариантов технологических схем и аппаратуры, выбор наиболее перспективных вариантов.

  2. Установление необходимости экспериментальных работ, их объема и способов проведения.

  3. Создание экспериментальных установок.

  4. Получение уточненных данных по следующим параметрам:

  • кинетике и термодинамике;

  • свойствам реакционных сред;

  • процессам тепло- и массообмена;

  • оценки принципиальной работоспособности вариантов аппаратуры и способов управления.

  1. Уточнение математических моделей и способов расчета технологической схемы и аппаратуры.

  2. Проверка достаточности полученных данных.

  3. Выдача исходных данных для проектирования.

На первом этапе моделирование процесса включает выражение его в виде математической записи, связывающей основные параметры, влияющие на процесс, с учетом граничных условий и затем составление алгоритма, необходимого для получения конечных уравнений связи между параметрами.

Второй этап математического моделирования заключается в том, что при помощи алгоритма изменяются различные параметры в необходимом направлении, выбираются оптимальные условия и устанавливается адекватность (соответствие) модели изучаемому образцу.

Одним из основных достоинств применения математического моделирования при разработке полимеризационного процесса является возможность осуществления его оптимизации. В общем случае под оптимизацией производства полимерных материалов понимают улучшение его качества, увеличение выпуска продукта и снижение затрат.

При оптимизации технологических процессов синтеза полимеров в качестве критерия оптимальности целесообразно принимать максимальную производительность с учетом требований к качеству получаемого полимера.

Методология оптимизации включает:

  • выбор критериев оптимальности;

  • установление ограничений;

  • выбор оптимизирующих факторов;

  • запись целевой функции.

Критерий оптимизации - это главный признак, по которому судят о том, насколько хорошо функционирует данный процесс, насколько хорошо решена задача оптимизации. Он должен удовлетворять следующим требованиям:

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