Введение к работе
Актуальность работы. Ректификация является энергоемким процессом. В ряде случаев на разделение этим методом смесей органических продуктов затрачивается до 70% всей энергии, необходимой для их производства. Таким образом, выбор оптимальной технологической схемы ректификации (ОТСР) является актуальной задачей химической технологии. Существующие эвристические и алгоритмические методы синтеза ОТСР, как правило, ориентированы на фиксированный исходный состав питания. Практически вне сферы внимания исследователей в последние годы остался вопрос о том, каким образом концентрационное множество исходных составов питания разделяется на подмножества, каждому из которых соответствует своя ОТСР. Решение этого вопроса позволит, наряду с получением начальных приближений для синтеза ОТСР, получить данные о характере взаиморасположения таких подмножеств. Тем самым удастся получить корреляцию: исходный состав питания—структура ОТСР.
Цель работы.
Настоящая работа посвящена синтезу оптимальных технологических схем ректификации органических продуктов на основе систематического изучения расположения подмножеств, каждому из которых соответствует своя ОТСР; определению критериев применимости сложных колонн с боковыми отборами как элементов ОТСР; разработке методов выбора начальных приближений цля синтеза ОТСР, содержащих сложную колонну с боковым отбо-эом.
Методы исследования.
Математическое моделирование процессов ректификации мно-окомпонентных зеотропных смесей продуктов органического син-еза с использованием программных комплексов "Синтез ректифи-ационных схем SYNTREC" и PROII фирмы SIMSCI Corporation.
Топологический и графовый анализ расположения изокритериаль-ных многообразий ректификации в симплексе исходных составов питания.
Научная новизна.
Впервые на основе полученных данных по распределению изо-критериальных многообразий (К) с последующим тополого-графовым анализом показано, что не только геометрия, но и топология их взаиморасположения являются функцией физико-химических характеристик смесей продуктов органического синтеза.
Предложены критерии, определяющие возможность использования сложной колонны с боковым отбором как элемента ОТСР для разделения многокомпонентных смесей органических продуктов. Показано, что ОТСР, состоящая из простых двухсекционных колонн (ПДК), может быть использована как структура-прообраз для синтеза ОТСР, включающей сложные колонны с боковым отбором.
Практическая значимость.
Разработаны методы выбора начального приближения для синтеза ОТСР органических продуктов, включающих сложную колонну с боковым отбором.
Разработана технология ректификации смеси олигомеров пропилена, обеспечивающая снижение энергозатрат на разделение на 7% по сравнению со схемой из ПДК.
Разработана технология разделения продуктов алкилирования фенола с получением паратретбутилфенола высшего сорта с пониженным содержанием смол.
Публикации. По теме диссертации опубликовано две статьи и четыре тезиса докладов на Международных конференциях.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на V Международной научно-технической конфе-
ренции "Наукоемкие химические технологии-98", Ярославль, 1998; на V Международной конференции по интенсификации нефтехимических процессов "Нефтехимия-99", Нижнекамск, 1999; V Международной научной конференции "Методы кибернетики химико-технологических процессов", Казань, 1999; VI Международной научно-технической конференции "Наукоемкие химические техноло-гии-99", Москва, 1999.
Объем работы. Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, четыре основные главы, приложение и список использованной литературы.
Работа изложена на 118 страницах машинописного текста и включает 47 рисунков, 28 таблиц, список используемой литературы из 80 наименований и приложение на 35 страницах.
