Введение к работе
Актуальность проблемы. Постановка и решение задач интенсификации и моделирования химико- технологических процессов наиболее эффективны при -непосредственном - у частий ЭВМ_ в._ экспериментальном процессе и обработке полученных данных в диалоговом резаке с применением современных методов планирования эксперимента и идентификации кинетических моделей.
Это позволяет повысить оперативность, экспрессивность и точность получаемых результатов, что является особенно важным при проведении исследований сложных и промышленно важных гетерогенно-каталитических процессов, протекающих в нестационарных условиях. В-связи с этим представляется актуальным создание методов, аппаратурных и программных ср?дстн для систем сопряжения с ЭВМ химических и химико- технологических.установок, а также их апробация при исследовании и моделировании гетерогенно- каталитических процессов ацетоксилирования низших олефинов, в частности этилена и пропилена...
Целью работы являлось:
- Разработка структуры организации и аппаратурных средств автома
тизации экспериментальной химико- технологической установки для
исследования хпкетж>: гетерогенно- каталитических процессов;
-. разработка методики, алгоритмического и программного обеспечения для решения основных задач , возникающих при выполнении экспериментальных и вычислительных процедур на сопряженных с ЭВМ, автоматизированных химико- технологических установках .
апробация разработанных средств автоматизированного кинетического эксперимента на примере исследования гетерогенно- каталитических процессов ацетоксилирования этилена и пропилена.
разработка адекватных моделей, проведение теоретической оптимизации и определение оптимальных конструктивных размеров и производительности реакторко- регенераторной системы для процессов ацетоксилирования этилена и пропилена.
Научная новизна Разработана оптимальная структура организации системы на базе микро ЭВМ и комплексная методика проведения автоматизированного эксперкмента и теоретических исследований по' идентификации моделей гетерогенно- каталитических реакций. Исследованы кинетические закономерности протекания процессов ацетоксилирования этилена и. пропилена на металлцеолитном катализаторе FbCuZn на микропилотной установке. Получены кинетические модели процессов ацетоксилирования этилена и пропилена. Выбран оптималь-
-4-. ный тип реактора и проведена теоретическая оптимизация этих процессов в режиме идеального вытеснения.
Практическая значимость. Разработаны автоматизированные системы управления Експериментом для исследований кинетики каталитических процессов, ориентированные на работу с ЭВМ в программно-диалоговом режиме. Специально разработаны аппаратурные средства для связи микро ЭВМ с датчиками и регуляторами экспериментальной .установки: электронно- программирующее устройство, контроллер для управления цифровыми регуляторами, модули для сопряжения ЭВМ с цифровыми измерительными приборами и для ввода частотной информации. Реализованы новые технические средства цифрового управления регуляторами газа, жидкости, разработаны программные модули обработки хроматографической информации.Созданы программные средства, реализующие алгоритмы обработки аналитической информации на микро ЭВМ, оптимального планирования эксперимента параметрической идентификации, статистического анализа и дискриминации вероятных кинетических моделей. Использование аппаратурных и программных средств обеспечивает функционирование замкнутых систем управления химкко- технологических установок в реальном времени и позволяет ускорить и повысить достоверность получаемых результатов.
Комплексная методика идентификации моделей ари проведении исследований .кинетики гетерогенно- каталитических процессов, технические, алгоритмические и программные средства имеют универсальный характер и могут быть применены для изучения других аналогичных реакций.
Апробация работа. Основные материалы диссертационной работы докладывались на Республиканской научно- технической конференции noes. 150-летию со дня роад.Д.И.Менделеева ( Баку,1584 г.), на Всесоюзной конференции по автоматизации научных исследований (Ал-ма- Ата 1984 г.), на XII Закавказкой конференции го адсорбции и хроматографии, (Тбилиси, 1986 г); на Всесоюзной школе- семинаре по автоматизации кинетических исследований (Тбилиси,IS3S г).
Публикации. Основные результаты работы отражены в 18 публикациях и одном авторском свидетельстве.
Структура и объем работы. ' Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложения. Она изложена на 130 страницах машинописного текста и включает 15 рисунков, 6 таблиц и перечень литературы из 113 названий.