ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эволюционный принцип синтеза из "Математические основы автоматизированного проектирования химических производств" Методологической основой эволюционного принципа синтеза ХТС является последовательная модификация аппаратурного оформления и коррекция структуры технологических связей некоторого исходного варианта технологической топологии ХТС с использованием методов эвристики и оптимизации. [c.178] Эволюционный принцип синтеза в наиболее полной мере отражает сущность общего процесса разработки любой новой ХТС (см. рис. П-4). [c.178] Этот процесс логически состоит из итерационного последовательного взаимного чередования этапов синтеза, анализа, оптимизации и модификации некоторого первоначально заданного технологического решения ИЗС. [c.178] Указанные этапы итерационно повторяются до тех пор, пока не будет синтезирована технологическая топология системы, обеспечивающая оптимальное, в некотором смысле, решение ИЗС. [c.180] Практическая реализация рассмотренной стратегии эволюционного принципа синтеза связана с необходимостью использования трех типов эвристик, обобщающих практический опыт, интуицию и знания высококвалифицированных инженеров-проектировщиков. Эвристики первого типа позволяют выделить наименее эффективные элементы или узкие места в исходном варианте технологической топологии системы. [c.180] Эвристики второго типа необходимы для определения возможных вариантов модификации или усоверщенствования узких мест ХТС. Эвристики третьего типа обеспечивают стыковку модифицированного элемента с немодифицированной частью исходного варианта технологической топологии системы. [c.180] Для выявления узких мест в исходных вариантах ХТС, а также для выбора вариантов их модификации наряду с эвристиками необходимо широко использовать различные методы оптимизации, а также методы теории чувствительности. [c.180] С целью выборл наилучшего варианта из нескольких возможных модификаций ХТС целесообразным является применение метода многоуровневой оптимизации для получения двухсторонних и односторонних ограничений для значений КЭ измененной или модифицированной ХТС, а также использование информации о параметрах состояния системы и о значениях сопряженных переменных для ранее оптимизированной технологической топологии ХТС. [c.180] Необходимо отметить, что использование эволюционного принципа синтеза ХТС позволяет получить в некотором смысле локальные оптимальные результаты для решения- ИЗС. Это обусловлено тем обстоятельством, что результат решения ИЗС в значительной мере определяется принятыми на первом этапе основными концепциями при разработке исходного варианта технологической топологии ХТС. [c.181] В связи с этим при разработке методов синтеза ХТС для получения глобального оптимального решения ИЗС наиболее эффективно применение многоуровневой методологии синтеза. [c.181] Сущность многоуровневой методологии синтеза заключается в том, что для получения оптимального исходного варианта технологической топологии ХТС на первом уровне синтеза ХТС используют декомпозиционный, эвристический или интегрально-гипотетический принципы. [c.181] Технологический процесс деметанизации, который обычно проводится при высоких давлениях и при больших расходах хладагентов, является самым узким местом в ХТС. производства этилена. Даже незначительное усовершенствование или модификация этого процесса позволяют существенно повысить эффективность системы в целом. [c.181] Регламентированными переменными для процесса деметанизации ХТС производства этилена являются количество и состав перерабатываемого сырья, массовый расход и составы потоков продуктов, температуры потоков сырья и продуктов разделения, типы используемых конструкционных материалов, стоимость тепло- и хладагентов, максимально допустимые потери этилена с верхним продуктом ( хвостовыми газами ), эффективность тарелки ректификационной колонны. [c.181] При разработке математической модели процесса деметанизации, а также для расчета конструкционных и экономических параметров ректификационной колонны и теплообменников использованы известные соотношения. Результаты математического моделирования показывают, что стоимость ректификационной колонны относительно мала и является несущественной частью общей стоимости реализации процесса в целом (табл. 1У-6). [c.181] В этом случае происходит некоторое уменьшение температуры в сепараторе на выходе верхнего продукта, но потери этилена, как и расход низкотемпературного хладагента, все еще составляют основные статьи расходов при реализации процесса. Снижение расхода хладагента возможно лишь при снижении количества орошения, которое позволяет уменьшить и температуру в сепараторе, а значит, и потери этилена. Понижение температуры в сепараторе является следствием того, что поток хвостовых газов относительно постоянен, откуда вытекает и постоянство получаемого с его помощью холода. Следовательно, при снижении количества флегмы меньшая часть холода затрачивается на образование потока орошения. [c.184] Указанный анализ узкого места в технологической схеме 2 приводит к разработке схемы 3, в которой поток питания перед подачей в ректификационную колонну предварительно охлаждается посредством хладагента первого типа (—67,8°С). Как следует из табл. 1У-6, при этом в схеме 3 достигается значительный экономический эффект поток флегмы уменьшается почти в два раза, общая стоимость процессов охлаждения снижается, достигается дополнительное охлаждение сепаратора, которое позволяет снизить,потери этилена. [c.185] Для схемы 3 наименее экономичным элементом является холодильник на входе потока питания в колонну, так как до тре-, ти производительности его затрачивается на охлаждение жидкой части питания. В этом случае наиболее логичным шагом эволюционного синтеза является выделение паровой фазы питания для того, чтобы охлаждать только данный паровой поток. При этом возникают два потока питания, которые должны подаваться в колонну в оптимальных точках. Как следует из табл. 1У-6, реализация такой модификации схемы процесса (схема 4) позволяет значительно снизить затраты, связанные с охлаждением потока питания. Необходимо отметить, что в этом случае несколько возрастает количество флегмы, что, как известно, приводит к увеличению потерь этилена. Тем не менее, достигаемая за счет разделения потока питания экономия все-таки весьма ощутима. [c.185] Вернуться к основной статье