О критериях оптимизации технологических схем. Под оптимизацией понимают деятельность научных, проектных и производственных коллективов, направленную на создание производства, дающего наилучшие результаты в принятых условиях.
При выборе метода оптимизации необходимо учитывать критерий оптимизации, который является количественной мерой, позволяющей сравнивать все технологически осуществимые процессы и определять оптимальный вариант работы объекта. Критерии оптимизации выбираются для всего производства, т.е. для всей системы. Однако чаще всего приходится сталкиваться с оптимизацией части технологического процесса аппарат, комплекс аппаратов, цех или завод, входящий в комбинат. Следовательно, решаются частные задачи оптимизации.
В частных задачах оптимизации, когда требуется получить экстремальное значение какого-либо параметра работы отдельного аппарата, речь идет о некоторых экстремальных свойствах самого объекта оптимизации, которые обусловлены химическими или физико-химическими свойствами проходящего в данном объекте процесса. Следовательно, в таких случаях критерием оптимальности служат технологические характеристики, которые косвенно оценивают экономичность работы агрегата время пребывания реакционной смеси, выход продукта, конечная концентрация, температура и т.д В качестве критериев оптимизации могут быть использованы различные экономические себестоимость продукции, приведенные затраты, средняя прибыль и т.п. и технологические качество продуктов, разделительный потенциал и т.п. критерии.
Тот или иной критерий выбирают исходя из поставленной задачи. Выбранный критерий должен соответствовать некоторым требованиям 11 1. он должен характеризовать эффективность процесса с точки зрения конечной схемы производства 2. должен быть количественным и однозначным 3. должен иметь физический смысл, чтобы можно было найти его значение для модельного процесса 4. должен обладать простой и лёгкостью вычисления.
Ни один из существующих критериев не может отвечать всем требованиям. Наибольшему числу соответствует экономический критерий, но его расчет весьма трудоемок. Поэтому, для предварительных оценок часто используют другие критерии.
В данной работе представлен один из таких критериев - энергозатраты, которые, для большого числа смесей изменяются пропорционально приведённым затратам. Для процесса ректификации энергозатраты определяются количеством тепла, подведенного в куб колонны, и могут быть определены по формуле Qi riDi Ri 1 для i - ой колонны для j - ой схемы где F- функция для определения оптимальной схемы ri - мольная теплота испарения жидкости, кипящей в кубе Di - поток дистиллята R - флегмовое число для i - ой колонны z - число возможных схем разделения n - число ректификационных колонн.
Таким образом, расчет критерия энергозатрат сводится к расчету флегмового числа. Таким образом, сама постановка задачи оптимизации предполагает наличие - объекта и выявление цели оптимизации. При этом устанавливается экстремальное значение только одной величины -возможности выбора значений некоторых параметров оптимизируемого объекта.
При этом объект должен обладать определенными степенями свободы, т.е. при воздействии внешних факторов на систему изменять ее первоначальное состояние в соответствии с заданными требованиями - количественной оценки оптимизируемой величины, позволяющей выявить влияние управляющих воздействий. Модели ПЖР Выбор модели, адекватно описывающей фазовое равновесие системы, является важным и необходимым шагом при решении массообменного процесса. На сегодняшний день разработано достаточно большое число методов математического моделирования различных типов парожидкостного равновесия.
В настоящей работе на основании общих рекомендаций по применению были выбраны три группы математических моделей, имеющих различное представление о структуре раствора и межмолекулярных взаимодействиях Модели локальных составов Wilson, NRTL, UNIQUAC Уравнения состояния SRK, Peng Robinson Групповая модель UNIFAC . Рассмотрим их более подробно. Модели локальных составовКонцепция локальных составов позволяет учитывать структуру раствора, свойства чистых веществ и межмолекулярные взаимодействия разных типов слабые неспецифические и сильные специфические. Согласно этой теории раствор рассматривается как упорядоченная структура.
Для бинарной смеси можно выделить молекулы двух сортов, при этом молекула одного вида находится в окружении молекул другого вида. Зависимость между концентрациями компонентов внутри такого образования с общей молярной концентрацией компонентов в растворе описывается соотношением, учитывающим вероятность возникновения связей между разноименными молекулами.