Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология продуктов органического синтеза

Диссертационная работа:

Хахин Леонид Алексеевич. Разработка энтропийной оценки работы ректификационных колонн и функциональных комплексов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.04 / Хахин Леонид Алексеевич; [Место защиты: Моск. гос. акад. тонкой хим. технологии им. М.В. Ломоносова].- Москва, 2009.- 219 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3430

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Как известно, любое массовое производство органических веществ построено по принципу триады, состоящей из блоков подготовки сырья, химического превращения сырья и разделения многокомпонентной реакционной смеси. Основным процессом в блоке разделения является ректификация, на долю которой приходится до 70% энергоресурсов, используемых в производстве. В связи с этим особое значение придается вопросам создания энергосберегающих технологий и, в частности, разработке универсальных и удобных для использования критериев оценки эффективности отдельной ректификационной колонны, технологической схемы или функционального комплекса. Создание такого критерия должно охватывать как параметрическую, так и структурную оптимизацию и обеспечивать возможность его применения в проектных и поверочных задачах, использующих разные наборы независимых переменных. В качестве такого критерия может быть использовано производство энтропии, которым сопровождается любой процесс разделения или совокупность процессов.

Целью работы является разработка критерия, позволяющего оптимизировать уровень (или несколько уровней) подачи питания в ректификационную колонну непрерывного действия, а также сравнивать линейные технологические схемы и функциональные комплексы, используемые для разделения многокомпонентных смесей различной физико-химической природы.

Для достижения указанной цели необходимо решить ряд задач:

  1. проанализировать подходы к определению степеней свободы различных химико-технологических объектов и выявить наборы переменных, определяющих решение проектной, проверочной, проектно-поверочной задач при расчете ректификации;

  2. исследовать простейшие фазовые процессы как составляющие процесса ректификации и выявить их общие закономерности;

  3. изучить различные аспекты, связанные с фазовым состоянием исходной смеси и уровнем подачи питания, которые могут выступать как оптимизационные параметры, определяющие энергоемкость процесса и схемы в целом;

  4. предложить критерий и методику оценки эффективности химико - технологических объектов.

При выполнении диссертационной работы использованы фундаментальные положения термодинамики гетерогенных систем, балансовые уравнения процесса ректификации, вычислительный эксперимент, базирующийся на применении адекватных математических моделей и современных программных продуктов.

Научная новизна.

  1. Показана инвариантность числа степеней свободы относительно всех типов задач расчета ректификации (проектного, поверочного, проектно-поверочного). Для квалифицированного анализа химико-технологических объектов и постановки вычислительных экспериментов определена вариантность (малая; большая; вариантность, учитывающая конструкционные переменные) простейших фазовых процессов, различных элементов ректификационной колонны и колонны в целом, функциональных комплексов.

  2. С применением координат конфигурационного пространства доказана идентичность нестационарных процессов открытого равновесного испарения (конденсации) и стационарного процесса ректификации. Выявлена полистационарность процессов, обусловленная фазовым равновесием (наличием разного числа аттракторов в структуре фазовой диаграммы).

  3. Предложен новый универсальный критерий оценки термодинамической эффективности химико-технологических объектов - производство энтропии, позволяющий использовать методы параметрической и структурной оптимизации ректификационных колонн, технологических схем и комплексов. Показано, что оптимальному расположению уровня подачи питания в ректификационную колонну отвечает экстремальное значение критерия.

Практическая значимость.

  1. Разработана методика определения оптимального расположения уровня подачи питания (одного или нескольких), которая проиллюстрирована на примере разделения конкретных бинарных и тройных смесей разной природы.

  2. Предложенный критерий производства энтропии может быть рекомендован для сравнения различных вариантов технологических схем и функциональных комплексов, базирующихся на принципе перераспределения полей концентраций между областями ректификации.

  3. Результаты диссертационной работы включены в курс лекций «Физико-химические основы процессов разделения», читаемый в рамках программ подготовки бакалавров и магистров по направлению 240100 «Химическая технология и биотехнология».

Работа выполнялась в рамках грантов РФФИ 05-03-32958а, 08-03-00976а и 07-08-00155а.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии» (Волгоград, 2008), на конференции молодых ученых МИТХТ им. М.В. Ломоносова (Москва, 2007 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа включает введение, 6 глав, приложения, а также библиографию из 170 источников. Работа изложена на 227 стр., включая приложения, содержит 59 рисунков и 31 таблицу.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net