|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Синтез химико-технологической схемы |
Ночник-проектор "Звездное небо, планеты", черный. 
Гуашь "Классика", 12 цветов. 
Мыло металлическое "Ликвидатор". Кафедра математического моделирования и оптимизации химико-технологических процессов КУРСОВАЯ РАБОТА Тема: «Синтез химико-технологической схемы» Учебная дисциплина Структурный анализ химических технологий Студент Факультет 1 Курс 4 Группа 131 Руководитель Оценка за курсовую работу Санкт-Петербург 2007 СодержаниеЗадание Введение 1. Практическая часть 1.1 Обработка экспериментальных данных 1.1.1 Нахождение параметров уравнения Аррениуса методом МНК 1.1.2 Получение статистической модели абсорбера с помощью метода Брандона 1.2 Математическое описание аппаратов 1.2.1 Реакторы идеального вытеснения 1.2.2 Абсорберы 1.3 Синтез оптимальной тепловой системы с помощью эвристического метода Выводы Список используемой литературы Задание Требуется синтезировать ХТС, работающую по следующей технологии: Смесь, состоящую из компонентов А и B и инертного компонента нагревается в системе теплообмена до 1, поступает в реактор, где протекает обратимая реакция: A 0,5B=C q, где q=21200 кал/моль – тепловой эффект реакции. Реакция характеризуется константой скорости k=f( ) и константой равновесия К=f( ), для которых имеются экспериментальные данные. Поскольку реакция равновесная и экзотермическая, то для повышения равновесной степени превращения реакционная смесь должна проходить несколько реакторов с промежуточным охлаждением между ними. После прохождения m реакторов смесь поступает в абсорбер для выделения компонента C, а затем проходит реакторов и второй абсорбер. Таким образом, операторная схема выглядит следующим образом: Заданы температуры на входе в реакторы и абсорберы, объемы реакторов и абсорберов. Заданы также плотности орошения в абсорберах, температура, расход и концентрации компонентов исходной смеси. Реакторы описываются моделями идеального вытеснения. Абсорберы описываются статистическими моделями по экспериментальным данным. Скорость реакции в реакторе описывается уравнением: W= (k ( ) ЧaЧb/ (a 0,8Чc)) Ч(1-(c/ (Kр( ) ЧaЧb0,5))2), где a, b, c – концентрации компонентов, об. доли. При построении системы теплообмена могут использоваться пар и вода со следующими характеристиками: начальная температура воды – 20°С, конечная температура воды не более 90°С, температура пара 460°С, температура конденсации греющего пара 520 ккал/кг, стоимость воды 0,00007 ус.д.ед./кг. стоимость греющего пара 0,001 ус. д. ед./кг. Коэффициенты теплопередачи: в теплообменниках 19 ккал/(м2ЧчЧ°С), в нагревателях 22 ккал/(м2ЧчЧ°С) в холодильниках 20 ккал/(м2ЧчЧ°С); Теплоемкость реакционной смеси 0,33ккал/(м3Ч°С); Время работы установки 8800 ч/год. Нормативный коэффициент эффективности 0,12 Стоимостной коэффициент a 483 Вариант курсовой работы №1 m=3; =2. Все реакторы идеального вытеснения. 0=60°C 1=415°C 2=460°C 3=420°C a1=180°C 4=415°C 5=405°C a2=175°C Расход смеси на входе в систему – 120000 м3/ч. Концентрации компонентов: А – 0,08 об. доли; В – 0,09 об. доли; С – 0,0008 об. доли. Объемы реакторов, м3: V1=70; V2=50; V3=50; V4=60; V5=40. Объемы абсорберов, м3: V1=25; V2=26. Плотность орошения в 1–м абсорбере 18 м3/м2. Плотность орошения во 2–м абсорбере 18 м3/м2.
Для получения значений k0 и E в уравнении Аррениуса использовать данные таблицы 1 и МНК. Kр ( ) =10^ (4905/ -4,6455) Для получения статистической модели абсорбера использовать данные таблицы 2 и метод Брандона. Таблица 1. Зависимость константы скорости от температуры , °C k,1/c 400 0,4 405 0,4 415 0,5 435 0,6 455 0,8 485 1,3 505 1,6 530 2,2 575 3,5 595 4,3 605 4,7 615 5,2 Таблица 2. Экспериментальные данные по работе абсорберов Номер Опыта Твх, ˚С Плотность орошения, м3/м2 Объем абсорбера, м3 Твых, ˚С Степень абсорбции y, % 1 170 13 22 65 72,2 2 180 14 25 57 78,1 3 170 13 30 49 84,4 4 160 18 21 56 85,1 5 188 17 27 49,5 87,9 6 200 16 24 59 79,0 7 210 19 22 60 80,5 8 150 20 25 44 99,9 9 174 21 26 44,5 98,9 10 182 21 26 45,5 97,15 11 190 21 26 46,5 95,5 12 170 18 26 47,5 92,43 13 160 17 29 43 97,19 14 170 15 24 56 81,5 15 180 15 24 57,5 80,0 16 190 15 24 59 78,0 17 210 15 24 62 75,0 18 225 16 22 62 72,0 19 210 18 29 48 90,0 20 150 18 19 59 83,5 21 186 14 25 58 77,5 22 190 14 25 59 77,0 Введение Лежащий в основе промышленного производства химико-технологический процесс представляет собой совокупность операций, позволяющих получить целевой продукт из исходного сырья. Любое химическое производство может быть представлено в виде трех блоков: подготовки и очистки сырья, химического превращения, выделения и очистки целевых продуктов. Эти блоки связаны между собой потоками вещества и энергии. Современная химическая технология разрабатывает и изучает совокупность физических и химических процессов и оптимальные пути их осуществления и управления ими в промышленном производстве различных веществ и материалов. Количественное описание процессов химической технологии основано на законах химической термодинамики, переноса количества движения, теплоты и массы и химической кинетики. Анализ кинетических закономерностей единичных процессов, их взаимного влияния позволяет разработать технологический режим, т.е. оптимальную совокупность параметров (температура, давление, состав исходной реакционной смеси, природа катализатора), определяющих такие условия работы аппарата или системы аппаратов, которые позволяют получить наибольший выход продукта или обеспечить наименьшую его себестоимость. Математическое моделирование, широко используемое при расчетах химических процессов и оборудования, включает формализацию процесса в виде математической записи, задание различных значений режимных параметров системы для отыскания с помощью ЭВМ значения выходных параметров и экспериментальное установление адекватности модели изучаемому объекту. Оптимизация работы агрегатов осуществляется по экономическим и энерготехнологическим показателям. Если прежде при этом стремились достичь максимального результата по одному параметру, например, получить максимальный выход продукта, то теперь требуется оптимизация, включающая учет таких параметров, как энергетические и материальные ресурсы, защита окружающей среды, обеспечение заданного качества продуктов, безопасность процессов, продуктов и отходов производства. Современное химическое предприятие – это сложная химико-технологическая система, состоящая из большого числа аппаратов и связей (потоков) между ними.
Признание факта взаимного влияния агрегатов, составляющих ХТС, привело к необходимости рассматривать технологический процесс при его проектировании на основе системного подхода, когда химическое предприятие может быть представлено в виде многоуровневой иерархической структуры. Основные этапы создания ХТС таковы. Первый уровень заканчивается составлением математических моделей элементов подсистем ХТС. Далее переходят к решению задач анализа, синтеза и оптимизации ХТС. Анализ состоит в изучении свойств и эффективности функционирования ХТС на основе ее математической модели. Свойства системы зависят как от параметров и характеристик состояния элементов (подсистем), так и от структуры технологических связей между элементами. Естественно, что полная модель может быть рассчитана лишь после того, как синтезирована ХТС, то есть анализ не может производиться в отрыве от синтеза. Задача синтеза заключается в создании ХТС, работающей с высокой эффективностью. Для этого необходимо, прежде всего, выбрать оптимальную технологическую топологию системы, которая определяет характер и порядок соединения отдельных аппаратов в технологической схеме. Очевидно, что с синтезом ХТС тесно связана задача оптимизации, которая сводится к нахождению экстремального значения выбранного критерия эффективности (как правило, экономического) функционирования системы. Из определения задач анализа, синтеза и оптимизации ХТС видно, что все эти этапы органически связаны друг с другом. В данной работе производился синтез ХТС, состоящей из 5 реакторов, описываемых моделями идеального вытеснения, 2 абсорберов и системы теплообмена. Для получения статистической модели абсорберов по экспериментальным данным использовался метод Брандона. Для построения оптимальной системы теплообмена использовался эвристический метод оптимизации. Для получения адекватной модели реакторов по приведенным в задании данным таблицы 1 при нахождении значений k0 и E в уравнении Аррениуса использован метод наименьших квадратов. К работе прилагается условная схема ХТС, полученная на основе приведенных ниже расчетов. В конце даются выводы о возможных путях оптимизации ХТС, полученной на основе приведенного выше задания. 1. Практическая часть 1.1 Обработка экспериментальных данных 1.1.1 Нахождение параметров уравнения Аррениуса методом МНК Зависимость константы скорости реакции k от температуры согласно закону Аррениуса выражается формулой: , (1) где k0 – предэкспоненциальный множитель; e = 2,718 – основание натуральных логарифмов; Ea – энергия активации, Дж/моль; R=8,315 – универсальная газовая постоянная, Дж/(моль К); Т – абсолютная температура,К. Значения k0 и Ea находят, измеряя значения константы скорости k при различных температурах Т. При этом получают набор из пар значений kiэксп и Тi. Наиболее вероятными значениями k0 и E будут такие, которые при подстановке их величин в формулу (1) дадут значения kiрасч , наиболее близкие к kiэксп . В общем виде эта задача может быть сформулирована так: имеются две переменные x и y, связанные некоторой зависимостью f, вид которой нам известен. В эту зависимость входят некоторые постоянные a и b, значения которых нам неизвестны.
Рафиков Сагид Рауфович Ра'фиков Сагид Рауфович [р. 6(19).4.1912, деревня Каишево, ныне Дюртюлинского района Башкирской АССР], советский химик, академик АН Казахской ССР (1962), член-корреспондент АН СССР (1970). После окончания в 1937 Казанского химико-технологического института работал в химических институтах АН СССР и АН Казахской ССР. С 1967 председатель Президиума Башкирского филиала АН СССР, с 1968 одновременно директор института химии Башкирского филиала АН СССР. Основные труды по синтезированию высокомолекулярных соединений (поликонденсация, полимеризация, химические превращения), исследованию реакций окисления и окислительного аммонолиза. Р. — депутат Верховного Совета СССР 8-го и 9-го созывов. Награжден 3 медалями. Соч.: Введение к изучению высокомолекулярных соединений, М. — Л., 1946 (совместно с В. В, Коршаком); Синтез и исследование высокомолекулярных соединений, М. — Л., 1949 (совместно с В. В. Коршаком); Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярных соединений, М., 1963 (совместно с С. А. Павловой и И. И. Твердохлебовой)
1. Пищевая промышленность Украины. Проблемы и перспективы развития
2. Общая характеристика инфляционных процессов в России
3. Характеристика групповых процессов
4. Характеристика инфляционных процессов в РФ в 1992-1997 гг.
5. Психологическая характеристика судебного процесса по уголовным делам
9. Малый бизнес в пищевой промышленности России
10. Стратегические приоритеты развития пищевой промышленности
11. Биотехнологии и пищевая промышленность
13. География пищевой промышленности
14. Управление товарными запасами в торговом предприятии и на предприятиях пищевой промышленности
15. Организация производства на предприятии пищевой промышленности
16. Технологический процесс и технологическая схема производства полимерных труб
Магнитная "Азбука" (106 элементов). 
Противомоскитная сетка, 100х220 см, белая. 
Набор строительных деталей для конструктора "Геометрик". 18. Экологическая опасность сточных вод пищевой промышленности
19. Управление рисками инвестиционных проектов в пищевой промышленности
20. Социально-психологические феномены и динамические процессы в малой группе: общая характеристика
21. Общая характеристика технологических процессов работы судов, портов
25. Россия 1917 - 1922гг. Распад цивилизованного конгломерата. Характеристики процесса
26. Общая характеристика системы Windows
27. Семейство операционных систем W2k. Обзор версий. Процессы и очереди
28. Общая характеристика и классификация органов чувств
29. Общая характеристика эндокринной системы
30. Неосторожная преступность: общая характеристика
31. Половые преступления по УК РФ 1996г. (общая характеристика и проблемы квалификации)
32. Общая характеристика этики образования – этические требования к учителю
Пакеты фасовочные "Paclan", 26x35 см, 1000 штук. 
Набор для составления букета из мягких игрушек "LOVE", 3 зайки. 33. Характеристика основных групп веществ пищевых продуктов
34. Использование чёрной и цветной металлургии, их процессы и характеристики
35. Влияние среды распространения на точностные характеристики оптических измерительных систем
36. Основные стороны процесса общения и их характеристика
41. Организация и совершенствование систем и процессов управления предприятием
42. Общая характеристика Кипра (для развития туризма)
43. Содружество Независимых Государств: общая характеристика
44. Общая характеристика политической системы Российской Федерации
45. Общая характеристика экономического развития россии в IX-XVIII вв.
46. Сравнительная характеристика тоталитарных систем Восточной Европы
48. Общая характеристика публицистического стиля
Кольцедержатель "Дерево с оленем", большой, черный. 
Кукла "Принцесса Золушка" с развевающейся юбкой. 
Набор детской складной мебели Ника "Азбука" (КУ2). 49. Общая характеристика одного из романов И.А. Гончарова "Обломов"
50. Общая характеристика русской литературы XX в. до великой социалистической революции
51. Совет Европы: общая характеристика целей и структуры
52. Роль систем отображения информации в процессе принятия решений
57. Моисеевы законы: общая характеристика
58. Западноевропейский абсолютизм: его типологизация и общая характеристика
59. Общая характеристика Уголовного Кодекса Украины
60. Судебная власть, ее общая характеристика
61. Общая характеристика государственного регулирования предпринимательства в Украине
62. Общие свойства открытых иерархических систем
63. Характеристика мышления как высшего познавательного процесса
64. Общая характеристика развития детей старшего дошкольного возраста
Штатив для создания снимков "сэлфи", зеленый. 
Контейнер хозяйственный универсальный, на колесах, 10 литров. 
Развивающая игрушка "Паровозик" со звуком. 65. Расчет технических характеристик систем передачи дискретных сообщений
66. Расчёт технических характеристик систем передачи дискретных сообщений
68. Общая характеристика средств массовой информации
73. Анализ обыденного языка: общая характеристика направления
74. Общая характеристика понятия
75. Общая характеристика формально-логических законов
76. Общие характеристики растворов ВМС
77. Общая характеристика антропогенных источников токсикантов
78. Общая характеристика рыночной экономики
79. Условия возникновения и общая характеристика рыночной экономики
80. Общая характеристика экономики США
Универсальный стиральный порошок "Meine Liebe", концентрат, 1000 г. 
Уголок природы. Стенд. 
Кружка "Лучшая Мама в мире", с рисунком. 81. Общие экономико-географические характеристики Мадагаскара, Коморских и Сейшельских островов.
82. Восточная часть Римской империи: общая характеристика
83. Общая характеристика политической системы общества
84. Общая характеристика Псковской Судной грамоты, ее система, источники
85. Общая характеристика ранненовоанглийского периода
89. Общая характеристика слабо развитого района. Латинская Америка
91. Общая характеристика лесов Европейского Севера России
92. Источники информации (Общая характеристика)
94. Общий обзор экспертных систем
95. Определение характеристик эффективности стандартных сетевых и информационных систем
Шкатулка для рукоделия, 28x21x15 см, арт. 80888. 
Солнцезащитное молочко "AQA baby", SPF 30, 150 мл. 
Беговел "Moby Kids KidBike", цвет: розовый. 97. Общая характеристика индивидных свойств человека. Органические предпосылки развития личности
98. Мышление. Общая характеристика мышления
99. Общая характеристика научного стиля в английском языке
100. Общая характеристика производных финансовых инструментов и их свойства
Декоративная наклейка-ростомер "Ракета", арт. EZG-1001. 
