CC BY
51
У 0 tt 0 X II
в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 13 (129)
атомной энергетикой. / В.А, Василенко [и др.]; СПб.: ООО «НИЦ «Морин-тех», 2005. 345 с.
УДК 519.673:620.9.97
Ф.С. Советин, Т.Н. Гартман
Международный институт логистики ресурсосбережения и технологической инноватики Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ЛОГИКО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЦЕДУРА БЛОЧНОГО КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ
РЕКТИФИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Logical-calculating procedure of computer models development for rectification processes which is focused to applying simulators and modeling of productions with a lot of units options and recycles streams including rectification processes is offered. Modeling of rectification processes of any complexity by standard models or combination standard models of simulator CHEMCAD by this procedure is possible.
Предлагается логико-вычислительная процедура разработки компьютерных моделей ректификационных процессов, которая ориентирована на применение комплексов программ и моделирование производств с большим числом единиц оборудования и рецикли-чесих потоков, включающих ректификационные узлы. Данная процедура позволяет моделировать ректификационные процессы любой сложности посредством стандартных расчётных моделей комплекса программ CHEMCAD или их комбинаций.
При проектировании энерго- и ресурсосберегающих технологий химики-технологи проявляют большой интерес к разработке компьютерных моделей ректификационных процессов и их применению при моделировании и оптимизации сложных химико-технологических систем. Современный подход к разработке энерго- и ресурсосберегающих технологий предполагает применение специализированных комплексов программ для моделирования химических производств, в частности ректификационных колонн [1]. Расчет ректификационных узлов должен выполняться совместно с процессами в других аппаратах технологической схемы производства [2].
Исходя из вышеизложенного, логико-вычислительная процедура блочного компьютерного моделирования ректификационных процессов посредством комбинирования стандартных расчётных модулей с применением проблемно-ориентированного комплекса программ CHEMCAD при построении компьютерных моделей сложных химико-технологических систем заключается в следующем (рис. 1):
1. Компьютеное моделирование ректификационного процесса посредством модуля расчёта ректификации (рис. 1, модуль 2):
• определение минимального числа тарелок и флегмового числа, а также требуемого числа тарелок с использованием модуля приближённого
X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. N>13(129)
расчёта ректификации [3];
• определение параметров выходных потоков, а также тепловых нагрузок конденсатора и кипятильника колонны с использованием алгоритмов строгого расчёта ректификации, в частности - «от тарелки к тарелке» и Inside/out [3-4].
• выбор типа тарелок, определение диаметра колонны и нахождение перепада давления по колонне;
Рис. 1. Ректификационная колонна и комбинация модулей, посредством которых она моделируется. 1- ректификационная колонна, 2 - модуль расчёта процесса ректификации, 3,4 - модули передачи тепловой нагрузки;
5,6 - модули теплообменников
2. Компьютерное моделирование вспомогательных потоков (потока теплоносителя, подаваемого в куб колонны, потока хладагента, подаваемого в конденсатор колонны), осуществляется посредством модулей теплообменников 3 и 4, при этом модули статических контроллеров 5 и 6 передают расчётные тепловые нагрузки конденсатора и кипятильника от модуля 2 колонны модулям теплообменников 3 и 4.
Указанная логико-вычислительная процедура комбинирования стандартных модулей программного комплекса СНЕМСАО для моделирования ректификационных процессов позволяет проводить компьютерное модели-
0 ff 0 X tt в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 13 (129)
рование простых и сложных ректификационных колонн и реализована на примере построения моделей процессов многокомпонентной ректификации смеси жидких углеводородных фракций синтетического жидкого топлива и ректификации смеси метанол-вода с последующим включением данных моделей в модели производств синтетического жидкого топлива и метанола из природного газа [5-6].
Таким образом, логико-вычислительную процедуру разработки компьютерных моделей ректификационных процессов рекомендуется использовать при моделировании сложных химических производств, включающих большое число основных и вспомогательных единиц оборудования (больше 50) и рециклических потоков [7]. Выводы.
1. Подтверждена приемлемость применения комплекса программ CHEMCAD для компьютерного моделирования ректификационных процессов в простых и сложных ректификационных колоннах.
2. Разработана логико-вычислительная процедура компьютерного моделирования ректификационных процессов посредством комбинации стандартных расчётных модулей проблемно-ориентированного комплекса программ CHEMCAD.
3. Разработанная процедура реализована на примере построения ком-пьтерных моделей процессов многокомпонентной ректификации смеси жидких углеводородных фракций синтетического жидкого топлива и ректификации смеси метанол-вода с последующим включением данных моделей в модели сложных производств синтетического жидкого топлива и метанола из природного газа.
Библиографический список
1. M.JI. Голованов. Разработка энергосберегающей технологии ректификации продуктов каталитического крекинга. Дисс... канд. техн. наук. М.: МГАТХТ (МИТХТ), 2007. 203 с.
2. Математическое моделирование химических производств. / К. Кроу, А. Гамилец, Т. Хоффман, А. Джонсон, Д. Вудс, П. Шеннон. /Перевод с английского Э.П. Зимина, A.B. Стрельцова, В.И. Чуприкова [ред. Г.М. Островский]; М.: Химия, 1973. 392 с.
3. Научные основы процессов ректификации. / Ю.А. Комиссаров, JI.C. Гордеев, Д.П. Вент [ред. Л. А. Серафимов]; В 2-х томах. М. Химия, 2004. Т.1. 270 с. Т. 2. 415 с.
4. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов. / Т.Н. Гартман, Д.В. Клушин. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 415 с.
5. Применение пакетов программ CHEMCAD для моделирования процессов многокомпонентной ректификации в тарельчатых колоннах при получении синтетического жидкого топлива / Т.Н. Гартман, Ф.С. Советин. // Химическая техника, 2010. №2. С. 36-38.
6. Компьютерное моделирование технологического узла ректификации производства метанола с применением пакетов программ CHEMCAD./ Т.Н.
X Ü в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. Na 13(129)
Гартман, Ф.С. Советин. // Химическая техника, 2010. № 4. С. 12-14. 7. Разработка компьютерной модели многостадийного производства синтетического жидкого топлива из природного газа. / Т.Н. Гартман, Ф.С. Советин, В.А. Лосев, H.A. Дробышевский, B.C. Хворостяный. // Химическая промышленность сегодня, 2009. № 1. С. 40-50.
УДК 519.673:620.9.97 М.А. Широков
Международный институт логистики ресурсосбережения и технологической инноватики Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
МОДЕРНИЗАЦИЯ УЗЛА ГИДРОКРЕКИНГА И РЕКТИФИКАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО ЖИДКОГО ТОПЛИВА ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА
The computer model of technological line of processes of hydro cracking & rectification is created & realized. Convergence of calculation of complex column (column with side-stripers & side products, as well as pump rounds) is provided. Modernization of this technological line is executed.
Разработана и реализована компьютерная модель отделения гидрокрекинга и ректификации производства синтетического жидкого топлива из природного газа. Обеспечена сходимость расчёта сложной ректификационной колонны. Проведена модернизация данного отделения.
Модернизация химических производств, выпускающих готовую продукцию, и выбор оптимальных энергоресурсосберегаюхих вариантов их технологического оформления является актуальной задачей для любого промышленного предприятия. Это связано с целым рядом обстоятельств, в частности с износом оборудования, ужесточением требований к экологической безопасности и охране труда, возрастанием стоимости энергоносителей и т.д. Поэтому совершенствование и модернизация функционирующих производств и технологий становится одной из важнейших задач любого действующего предприятия [1].
Одним из эффективных инструментов для решения указанной проблемы является применение современных проблемно-ориентированных комплексов программ, которые позволяют с применением методов математического моделирования, системного анализа, оптимизации и синтеза химических производств исследовать предполагаемые варианты модернизации технологических процессов с учетом работы как основных, так и вспомогательных узлов производств [2].
В представленной работе с применением проблемно-ориентрованного комплекса программ CHEMCAD проведено компьютерное моделирование и исследование процесса многокомпонентной ректификации
