Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента Лощев, Артем Геннадьевич

Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента
<
Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента
>

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Лощев, Артем Геннадьевич. Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.04 / Лощев Артем Геннадьевич; [Место защиты: Моск. гос. акад. тонкой хим. технологии им. М.В. Ломоносова].- Москва, 2010.- 225 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/178

Введение к работе

Актуальность работы. Процесс оптимизации составляет основу всей инженерной деятельности, так как с одной стороны направлен на проектирование новых, более эффективных и менее дорогостоящих технологических систем, а с другой - на модернизацию уже существующих. Одна из проблем, с которой сталкивается исследователь при проведении оптимизации, связана с определением набора рабочих параметров процесса. Данную задачу позволяет решить анализ числа степеней свободы системы. Другой проблемой является стоимость и трудоемкость проведения как натурных, так и расчетных экспериментов. Последние характеризуются сложным математическим описанием, содержащим существенную нелинейность. Все это негативно сказывается на скорости оптимизационного процесса и на принципиальной возможности его проведения. Одним из путей решения вышеуказанной проблемы является замена, исходной модели более простой, но в тоже время адекватной изучаемому процессу. Данную задачу позволяет решить метод планирования эксперимента.

Работа выполнена при поддержке российского фонда фундаментальных исследований (гранты РФФИ № 05-03-32899 и № 07-08-00155).

Цель работы. Разработка стратегии оптимизации химико-технологических производств на основании методов планирования эксперимента и анализа числа степеней свободы химико-технологической системы и отдельных её элементов. Использование данного подхода для оптимизации конкретных технологических процессов.

Методы исследования. В работе использованы теоретические основы анализа числа степеней свободы химико-технологических систем (ХТС), методы оптимизации, планирования эксперимента, термодинамико-топологический анализ, анализ статики совмещенных реакционно-ректификационных процессов, методы математического моделирования ректификационных и реакционно-ректификационных схем, расчетный эксперимент.

Научная новизна. Проведено сопоставление различных методов исчисления степеней свободы элементов ХТС и выявлены возможные причины, порождающие несоответствие результатов. Показана инвариантность данных методов в отношении числа степеней свободы.

Разработан метод анализа степеней свободы для аппаратов и их элементов, включающих химические превращения. На его основе впервые проведен расчет степеней свободы равновесного открытого испарения с химической реакцией и реакционно-ректификационного процесса. Метод также использован для вычисления степеней свободы и определения рабочих параметров ХТС получения этилацетата этери-фикацией уксусной кислоты этанолом, переэтерефикации пропилформиата метилаце-татом и технологической схемы процесса гидрирования дихлоруксусной кислоты.

Впервые предложена универсальная стратегия оптимизации химико-технологических производств, основанная на планировании вычислительного эксперимента и анализа степеней свободы. Данная стратегия предусматривает, исходя из выделенных рабочих параметров, построение математических моделей посредством планирования вычислительного эксперимента и последующее применение полученных таким образом моделей для параметрической оптимизации ХТС. Модели позволили установить характер влияния рабочих параметров процесса на его характеристики (энергозатраты и степень конверсии реагентов).

Практическая значимость. В соответствии с предложенной стратегией проведена оптимизация промышленных процессов получения этилацетата и гидрирования дихлоруксусной кислоты.

Для процесса получения этилацетата установлена оптимальная структура его организации, позволяющая сократить количество аппаратов и внешних рециклов, а также определены значения рабочих параметров, отвечающие минимальной величине тепловых затрат.

Для промышленного реактора гидрирования дихлоруксусной кислоты определены оптимальные варианты организации процесса, обеспечивающие максимальную конверсию дихлоруксусной кислоты и устойчивость режимов работы, при соблюдении заданных ограничений, в случае снижения нагрузки по сырью.

В дальнейшем данная стратегия может быть использована для оптимизации любых ХТС, включающих, в том числе, и совмещенные процессы.

Апробация работы. Отдельные разделы диссертации докладывались на: V и VII Международных молодежных конференциях ИБХФ РАН-ВУЗы (Москва, 2005, 2007); а также на Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-20» (Ярославль, 2007).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах и изданиях, рекомендованных ВАК, 2 статьи в иностранных изданиях, а также тезисы 3 докладов на международных научных конференциях.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, библиографического списка и 2 приложений. Диссертация изложена на 225 страницах машинописного текста, содержит 104 таблицы, 8j_ рисунок и библиографию из 72 наименований.

Похожие диссертации на Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента