ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Постановка задачи и общая стратегия синтеза оптимальных схем разделения из "Многокомпонентная ректификация" Постановку задачи синтеза оптимальной структуры установок разделения в самом общем виде можно сформулировать следующим образом. [c.187] Заданы состав и состояние сырья список прод кгив разделения требования к качеству продуктов разделения. [c.187] Необходимо определить оптимальный набор разделительных элементов оптимальную схему потоковых взаимосвязей между элементами оптимальные параметры работы каждого элемента. [c.187] Конкретные постановки задачи синтеза могут быть различными в зависимости от свойств разделяемой смеси (зеотрон-ные и азеотропные смеси), от используемых разделительных элементов и от требований к качеству продуктов разделения. [c.187] Для зеотропных смесей всегда существует некоторое множество структур разделительных установок, обеспечивающих получение требуемых продуктов с заданным качеством. [c.187] Для азеотропных смесей задача значительно усложняется так как в общем случае заранее неизвестен набор разделительных элементов и комплексов, обеспечивающих получение требуемых продуктов. Поэтому синтез схем разделения азеотропных смесей должен включать некоторый организованный перебор различных способов разделения. Таким образом, для азеотропных смесей на первом этапе должна быть решена задача поиска возможных (не обязательно оптимальных) структур установок разделения и только на втором этапе — задача выбора оптимальной структуры. [c.187] В частном случае каждый продукт содержит по одному продуктовому компоненту и все компоненты являются продуктовыми. [c.188] В общем случае может быть задано разделение на фракции (с несколькими продуктовыми компонентами в каждой фракции). Кроме того, часть компонентов может не быть продуктовой (эти компоненты являются отходами). [c.188] Требования к продуктам могут задаваться в различном виде. [c.188] В каждом продукте могут быть заданы суммарная допустимая концентрация примесей и требуемый отбор от потенциала. Для зеотропных смесей удобно задавать вместо этого суммарную допустимую концентрацию легких и тяжелых примесей в каждом продукте в отдельности. В некоторых случаях могут быть заданы только суммарные примеси в каждом продукте, а величина отбора от потенциала может быть оптимизируемым параметром или определяться термодинамическими ограничениями (для азеотропных смесей). [c.188] Список продуктов в общем случае удобно задавать в виде продуктовой матрицы, элементы которой рц=1, если г-тый компонент является продуктовым для /-го продукта, и рц = 0 в противном случае. Компоненты и продукты могут быть пронумерованы произвольным образом (компоненты удобно нумеровать в порядке возрастания температуры кипения). [c.188] Если смесь зеотропная и продукты содержат только смежные по относительным летучестям компоненты, каждый продукт можно охарактеризовать номерами первого и последнего компонента в этом продукте (если компоненты упорядочены по летучестям). [c.188] Если смесь непрерывная, каждый продукт обычно характеризуют температурами начала и конца кипения. [c.188] Для азеотропной смеси отдельные продукты могут представлять собой азеотропы. В этом случае примеси определяются по отношению к составу азеотропа. [c.188] Задача синтеза оптимальных схем разделения является наиболее сложной и всеохватывающей задачей теории ректификации. [c.188] Число вариантов резко возрастает, если наряду с простыми ректификационными колоннами используются различные разделительные элементы. Задача еще более осложняется, поскольку варианты схем необходимо сравнивать при оптимальных параметрах работы каждого разделительного элемента. [c.189] В связи с этим до последнего времени задача синтеза решалась только на основе инженерной интуиции без строгой оптимизации и главным образом на основе использования эвристических правил и аналогий с ранее разработанными и проверенными в действии установками. Для азеотропных смесей разработка схем разделения требовала также проведения многочисленных лаборатор11Ыл и ииытно-промышленных исследований. [c.189] В последние годы было предложено несколько подходов к синтезу схем разделения зеотропных смесей эвристический метод [58, 83, 84], информационно-энтропийный подход [89], метод динамического программирования [90—94], метод ветвей и границ [95—97], интегральный подход [98—100], эволюционный метод [101]. [c.189] Вернуться к основной статье