ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эвристический алгоритм из "Математические основы автоматизированного проектирования химических производств" В качестве основных элементов, из которых может быть синтезирована технологическая схема СРМС, целесообразно выбирать элементы, свойства которых в достаточной мере изучены и для которых известны необходимые конструкционные решения. [c.282] За основной элемент синтезируемой схемы в случае использования тарельчатых колонн ректификации может быть выбрана, например, отдельная тарелка, на основе которой в принципе можно построить любую схему разделения. Подобный подход может оказаться эффективным при проектировании отдельных простых или сложных колонн ректификации, разделяющих многокомпонентные смеси, однако практически он неприемлем для синтеза технологических схем СРМС, поскольку возможное число вариантов схем, построенных яа основе таких элементов, чрезвычайно велико. [c.282] Более перспективным представляется подход к решению задачи синтеза технологических схем СРМС, в основу которого положено использование таких элементов, как кипятильник, дефлегматор и секция колонны (тарельчатая или насадочная). В этом случае задача синтеза формулируется как задача определения оптимальной структуры связей таких элементов с одновременной выработкой требований к их функциональным свойствам в пределах известных качественных и количественных характеристик каждого элемента. Достоинством такого подхода является то, что он позволяет рассматривать практически все возможные схемы СРМС любой степени сложности при сохранении достаточной гибкости в определении необходимого числа ступеней разделения в проектируемых колоннах. [c.282] В этих РКС продуктовый поток из одной колонны является сырьевым потоком для следующей колонны две отдельные колонны РКС связаны между собой не более чем одним потоком, и схема не имеет рециклов. Кроме того, обычно в таких системах стремятся к минимальному количеству колонн, что п-риводит к необходимости четкого разделения в каждой колонне между двумя соседними по летучести компонентами или фракциями. В дальнейшем для краткости будем называть РКС с перечисленными свойствами обычными многоколонными РКС. [c.283] Задача синтеза оптимальных схем обычных. многоколонных РКС состоит в выборе оптимальной очередности разделения компонентов в последовательности колонн или, точнее, в выборе оптимальной пары ключевых компонентов в каждой колонне по направлению технологических потоков в схеме РКС. [c.283] Если решение поставленной ИЗС отыскивать в виде обычной М1НОГОКОЛОННОЙ РКС, то разделение этой трехкомпонентной смеси может быть осуш,ествлено в РКС, состояш,ей из двух колонн, с двумя альтернативными вариантами технологической схемы прямая схема и непрямая схема . [c.284] Если расположить компоненты А, В, С ъ порядке уменьшения их относительных летучестей, то схема обычной РКС, в которой на первой стадии происходит выделение компонента А, а компоненты В и С разделяются на второй стадии, представляет собой прямую схему (рис. УП-2, а). Если же на первой стадии в РКС выделяются компонент С, а компоненты А я В разделяются на второй стадии, то такая схема является непрямой схемой (рис. УИ-2, б). [c.284] Однако, если решение данной ИЗС представить в виде РКС, состоящей из двух сложных колонн с энергетически -взаимосвязанными технологическими потоками (рис. УП-2,в), то при одинаковой степени разделения компонентов эта схема РКС обеспечивает 20% экономии энергозатрат по сравнению с прямой и непрямой схемами обычных РКС. [c.284] За исключением случаев разработки оптимальных технологических схем РКС для разделения смеси нескольких компонентов (./ 5), решение ИЗС оптимальных технологических схем обычных РКС путем анализа всех возможных альтернативных вариантов схем является очень трудоемким. Так, например, для разделения смеси 5 компонентов с помощью обычных РКС существует 14 различных вариантов технологических схем для смеси 7, 9 и 11 компонентов —соответственно 132, 1430 и 16796 альтернативных вариантов технологических обычных многоколонных РКС. [c.284] На рис. УП-З показаны 4 различных варианта разделения пятикомпонентной смеои при условии, что степень извлечения одного из компонентов очень высока (компоненты ранжированы только по одному физико-химическому свойству). [c.285] Нумерованные связи определяют возможные подзадачи разделения, например, подзадача 20 заключается в разделении исходной смеси на фракцию АВСО и компонент Е. Всего для рассматриваемого случая может быть определено 20 различных продуктов разделения и на основе их анализа можно построить 14 различных вариантов организации схемы обычных РКС для разделения исходной смеси на чистые компоненты. Три из возможных схем обычных РКС представлены на рис. УП-5 а—в). Число возможных фракций, получаемых при разделении исходной смеси, и, следовательно, число подзадач разделения зависят от числа компонентов в исходной смеси. При этом, как было показано ранее, число /различных вариантов схем обычных РКС резко возрастает при числе компонентов в исходной меси более 6. [c.285] Одна из первых широко используемых при синтезе технологических схем однородных РКС эвристик состояла в следующем выбрать такой вариант прямой схемы РКС, в которой любой компонент или фракция определенного состава выделяется в ка-ждой колонне системы как верхний продукт разделения (дистиллят). [c.287] Вернуться к основной статье