Кафедра
В«Вищої математикиВ»
В В В В В В В В В В В В
Математичне моделювання та оптимізація в хімічній технології
В
Виконав: Марін Е.Н.
Група 31-ТМ
Перевірив: Шапакляк Л.К.
На хімічних заводах і комбінатах із сировини мінерального, рослинного або тваринного походження і різних проміжних продуктів їх переробки виробляють понад мільярд тонн на рік хімічної продукції сотень тисяч найменувань. При величезних відмінностях в масштабах виробництва (від десятків тонн до десятків мільйонів тонн на рік) і номенклатурі продукції всі хімічні підприємства мають загальні принципи побудови та загальні напрямки розвитку та вдосконалення. Будь-яка хімічна виробництво включає технологічні стадії прийому та підготовки сировини, хімічного перетворення поділу реакційної маси, виділення цільового продукту, його очищення, відвантаження та відправки споживачеві, а також очищення і переробки відходів та викидів. Крім сировини хімічні виробництва в значних кількостях споживають пар воду, електроенергію.
Ефективність хімічного виробництва визначається економічними показниками, і її підвищення досягається різними методами, одним з яких є метод математичного моделювання.
Найважливішими характеристиками роботи промислового хімічного реактора є питома виробляються (кількість цільового продукту, що утворюється в одиницю часу в одиниці об'єму реактора) і селективність (частка перетвореного сировини, використаного на освіту цільового продукту). Для досягнення найкращих економічних результатів необхідно домагатися можливо більш високих значень цих показників. Для цього необхідно вибрати відповідні умови протікання процесу з використанням його математичної моделі, який заснований на використанні законів природи, що лежать в основі хімічних і фізичних процесів, що протікають в реакторі та інших апаратах різних технологічних стадій. До них відносяться рівняння хімічної кінетики і термодинаміки, описують швидкості утворення основних і побічних продуктів реакції і склад реакційної маси як функцію температури, тиску, початкових концентрацій реагентів і ступеня їх конверсії, рівняння гідродинамічних, теплових і масообмінних процесів, що супроводжують реакцію або протікає в окремих апаратах. Ці рівняння використовують потім для побудови функції собівартості або доходу зв'язують ці критерії з параметрами процесу.
Розглянемо на конкретному прикладі рішення проблеми оптимізації хіміко-технологічного процесу з використанням найпростіших моделей.
Як приклад вирішимо завдання підбору параметрів процесу для забезпечення максимальної продуктивності.
Припустимо що виробництво продукту Bобразующегося по реакції А В.функціонірует з 40-х років за старою технологією. Згідно з виробничим регламентом, реакція проводиться в періодичному реакторі, в який завантажується розчин вихідного реагенту А з початковою концентрацією З А, ...
