CC BY
27
УДК 004.9: 661.11: 661.715.1: 665.71
А. А. Казаков, Т. И. Степанова, В. Е. Трохин, А. М. Бессарабов*
Научный центр «Малотоннажная химия», Москва, Россия 107564, Москва, Краснобогатырская ул., д. 42 * e-mail: bessarabov@nc-mtc.ru
ИНФОРМАЦИОННАЯ БАЗА ДАННЫХ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГИБКОЙ ТЕХНОЛОГИИ АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И ПЕТРОЛЕЙНЫХ ЭФИРОВ РЕАКТИВНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ
Для разработки гибкого модульного производства алифатических углеводородов и петролейных эфиров реактивной квалификации разработана информационная база данных. На важнейшем подуровне «Наименование документа» рассматривается основная техническая документация по используемой технологии: технические условия на получаемую продукцию, технологический регламент на производство выбранной продукции, лабораторный регламент и исходные данные на проектирование.
Ключевые слова: база данных; гибкая технология; алифатические углеводороды; петролейные эфиры.
Применение химических реактивов и веществ особой чистоты тесно связано с развитием наиболее наукоемких инновационных отраслей промышленности и с современными научными исследованиями в области естественных наук [1]. Проблематика технологии чистых веществ очень сложна и только учет всех факторов ведет к успешному разрешению поставленной проблемы. Это во многом связано с применением информационных систем поддержки, что сокращает объем рутинных работ и аккумулирует все имеющиеся в этой области интеллектуальные знания.
Выпускаемые нами алифатические углеводороды (пентан, гексан, гептан, нонан, изооктан, декан) и петролейные эфиры (40-70, 70100, 65-75, 90-110) реактивной квалификации, находят широкое применение в различных отраслях науки и техники: органический и элементоорганический синтез; фармацевтика и парфюмерия; составление, испытание и аттестация различных видов моторного топлива; очистка и обезжиривание деталей и оборудования. Широкий круг отраслей и направлений применения обуславливает большое разнообразие требований к качеству данных продуктов, для выполнения которых невозможно ограничиться каким-либо одним методом очистки.
Технологическое производство алифатических углеводородов строится по обычной схеме от сырья (растворители технических марок) к продуктам более высоких квалификаций («чистый», «чистый для анализа», «химически чистый»). Для получения химических веществ реактивной квалификации необходимо
специализированное оборудование, позволяющее добиваться требуемого качества с помощью специальных перемешивающих устройств, конструкционных материалов, совмещения стадий и др.
Конструктивно технологическая схема строится из последовательности
стандартизованных аппаратурных модулей, на каждом из которых реализуется процесс очистки от определенной группы примесей и выделение основного продукта. Выбор модулей, последовательность их использования,
организация и формирование технологических потоков определяются достижением необходимого уровня качества и выбором сырья.
Созданная нами технология получения ассортимента алифатических углеводородов и петролейных эфиров [2] базируется на 5 типовых аппаратурных модулях: адсорбции, химической очистки, предварительной ректификации, точной ректификации и финишной ректификации. Модули предварительной, точной и финишной ректификации являются выпускающими, т. е. с них производится вывод соответствующей готовой продукции. Модули адсорбционной и химической очистки не являются выпускающими. Между ними и модулями ректификации существуют технологические потоки (т.н. внутренние), с которых отбор продукции не производится.
При создании проблемно-ориентированной компьютерной системы для разработки гибкого модульного производства алифатических углеводородов и петролейных эфиров реактивной квалификации нами была разработана структура (рис. 1) информационной базы данных (БД).
ID класса Наименование класса
01 Неорганические химические вещества: 71.060
02 Органические химические вещества: 71.080
ID продукта ID квалификации Наименование квалификации
03 1 Технический «тех»
03 2 Чистый «ч»
03 3 Чистый для анализа «чда»
03 4 Химически чистый «хч»
03 5 Особой чистоты «ос.ч»
ID класса ID вещества Наименование вещества
02 01 Алифатические углеводороды 71.080.10
02
02 10 Фенолы 71.080.90
ID вещества ID продукта Наименование продукта
01 0001 Н-пентан
01
01 0009 Петролейный эфир 70/100
01 0010 Петролейный эфир 90/110
ID квалификации ID док-та Наименование док-та
2 01 Технические условия
2 02 Технологический регламент
2 03 Лабораторный регламент
2 04 ИДП
ID док-та ID раздела Наименование раздела
02 01 Общая характеристика производств
02
02 13 Технологическая схема производства
02 14 Спецификация основного оборудования
ID модуля ID позиции Наименование позиции ID раздела ID модуля Наименование модуля
02 01 Насадка 02 01 Адсорбционный
02 02 Ад. колонна рабочая 02 02 Предварительной ректификации
02 03 Ад. колонна резервная 02 03 Точной ректификации
02 04 Холодильник-конденсатор 02 04 Химической обработки
02 05 Сборник промеж. продукта 02 05 Финишной ректификации
Рис. 1. Структура БД «Алифатические углеводороды»
В разработанной базе данных на верхнем уровне представлены согласно Международному классификатору стандартов 2 класса веществ: «Органические химические вещества 71.080» и «Неорганические химические вещества 71.060». Рассматриваемые вещества - алифатические углеводороды - относятся к классу органических веществ и имеют соответствующий код - 71.080.10. В систему занесена информация о выпускаемых алифатических углеводородах - н-пентан, н-гексан, н-гептан, изооктан, н-нонан - и петролейных эфирах. Они перечислены в соответствующей таблице «Продукты» и имеют свой уникальный ГО-код. Следующий подуровень рассматриваемой структуры представлен таблицей «Наименование квалификации», содержащий все получаемые квалификации указанных веществ: «технический», «чистый», «чистый для анализа», «химически чистый» и «особой чистоты». Как видно из рисунка, обращение к папке соответствующей квалификации приводит к следующему подуровню - «Наименование документа», содержащему техническую документацию по используемой технологии: технические условия на получаемую продукцию, технологический регламент на производство выбранной продукции, лабораторный регламент и исходные данные на проектирование (в данном случае показано обращение к папке «Технологический регламент»). Дальнейшая траектория межуровневых переходов
соответствует той же логике «от общего к частному» и продолжается подуровнем, который иллюстрирует табличное поле «Наименование
раздела», состоящим из папок, содержащим информацию о разделах выбранного технического документа. В данном случае приведены разделы технологического регламента: начиная с «Общей характеристикой производства», и заканчивая «Спецификацией основного оборудования». На рисунке показано обращение к папке «Технологическая схема производства», открывающее следующий подуровень БД -«Наименование модуля». Этот подуровень включает в себя информационные папки, отражающие модульный состав установки, в данном примере: адсорбционный,
предварительной ректификации, точной ректификации, химической обработки и финишной ректификации. Выбор интересующего нас модуля (в данном случае «Адсорбционный») приводит к последнему подуровню -«Наименование позиции», состоящему из папок с инженерно-технической информацией о каждом отдельном элементе выбранного модуля. На рисунке в этом табличном поле приведен элементный состав адсорбционного модуля: насадка, адсорбционная колонна рабочая, адсорбционная колона резервная, холодильник конденсатор, сборник промежуточного продукта.
Разработка осуществлялась в рамках наиболее современной и перспективной системы компьютерной поддержки - CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support -непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта) [3]. В основе концепции CALS лежит комплекс единых информационных моделей, стандартизация
способов доступа к информации и ее корректной интерпретации.
Нами были подробно рассмотрены основные этапы компьютерного описания жизненного цикла (ЖЦ) аппаратурных модулей в концепции CALS. Основное внимание при рассмотрении этапов ЖЦ (маркетинг, проектирование, производство,
реализация и эксплуатация) было уделено проектированию. Конструкторское электронное описание в соответствии со стандартом ISO 10303 STEP содержит структуру категорий, документы, статусы, группы изделий с их версиями, свойствами, классификациями и др.
Казаков Александр Александрович аспирант отдела системного анализа и информационных технологий Научного центра «Малотоннажная химия», Россия, Москва
Степанова Татьяна Игоревна к.т.н., с.н.с. отдела системного анализа и информационных технологий Научного центра «Малотоннажная химия», Россия, Москва
Трохин Василий Евгеньевич к.х.н., директор Научного центра «Малотоннажная химия», Россия, Москва
Бессарабов Аркадий Маркович д.т.н., проф., зам. директора Научного центра «Малотоннажная химия», Россия, Москва
Литература
1. Бессарабов А.М., Дорохов И.Н., Кафаров В.В. Системный анализ при синтезе оптимальных производств высокочистых твердофазных веществ на примере оксидных материалов // Теоретические основы химической технологии. - 1989. - Т. 23, - № 3. - С. 421-424.
2. Trokhin V.E., Vendilo A.G., Bessarabov A.M. Use of the CALS concept for development of equipment modules producing reagent-quality aliphatic hydrocarbons // Chemical and Petroleum Engineering. -2012. - Vol. 48, - № 5-6. - P. 271-277.
3. Бессарабов А.М., Казаков А.А., Трохин В.Е. Проблемно-ориентированные гибкие CALS-системы многоассортиментных производств химических реактивов и особо чистых веществ // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17, - № 3. - С. 292-297.
Kazakov Aleksandr Aleksandrovich, Stepanova Tat'janaIgorevna, Trokhin Vasiliy Evgen'evich, Bessarabov Arkadiy Markovich*
Science centre «Low-tonnage chemistry», Moscow, Russia.
* e-mail: bessarabov@nc-mtc.ru
INFORMATION DATABASE FOR DEVELOPMENT OF FLEXIBLE TECHNOLOGY OF ALIPHATIC HYDROCARBONS AND PETROLEUM AIR OF JET QUALIFICATION
Abstract
Information database is developed for development of flexible modular production of aliphatic hydrocarbons and petroleum ether of reagent purity grade. On the major subtotal "The document name" is considered the main technical documentation on used technology: specifications on received production, production schedules on production of chosen production, laboratory regulations and basic data on design.
Key words: database; flexible technology; aliphatic hydrocarbons; petroleum ether.
