Презентация, доклад на тему Задача эмпирических математических моделей в модернизации нефтехимических производств

Содержание

В настоящее время, математическое моделирование, безусловно, очень сложно переоценить, т.к. оно позволяет находить и анализировать зависимости параметров технологических процессов, а также таких характеристик как скорость реакций, состав продукционной смеси, селективность по ключевому продукту и конверсию сырья.

Слайд 1 ЗАДАЧА ЭМПИРИЧЕСКИХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ В МОДЕРНИЗАЦИИ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Сургутский нефтяной техникум (филиал)

ФГБОУ ВО «Югорский государственный университет»
Срыбник М.А., Грошева В.В., Эльман К.А.
ЗАДАЧА ЭМПИРИЧЕСКИХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ В МОДЕРНИЗАЦИИ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Сургутский нефтяной техникум (филиал) ФГБОУ ВО «Югорский государственный

Слайд 2В настоящее время, математическое моделирование, безусловно, очень сложно переоценить, т.к. оно

позволяет находить и анализировать зависимости параметров технологических процессов, а также таких характеристик как скорость реакций, состав продукционной смеси, селективность по ключевому продукту и конверсию сырья.
В результате, найденные математические выражения обладают достаточной гибкостью, что позволяет использовать их в широком диапазоне параметров.
Однако выявленные зависимости обладают некоторой погрешностью, которая увеличивается по мере усложнения модели и расширения области значений параметров.
В настоящее время, математическое моделирование, безусловно, очень сложно переоценить, т.к. оно позволяет находить и анализировать зависимости параметров

Слайд 3В проектировании производств, а также их оптимизации чаще всего на практике

применяют два метода моделирования:
1) Составление зависимостей в узком интервале параметров (давлений, температур, скоростей потоков и т.д.).
2) Нахождение эмпирических уравнений, связывающих те или иные величины (например, уравнение зависимости скорости реакции от температуры проведения процесса).

В проектировании производств, а также их оптимизации чаще всего на практике применяют два метода моделирования: 1) Составление

Слайд 4В настоящее время,
одним из основополагающих процессов является дегидрирование - отщепление

водорода от углеводорода
В настоящее время, одним из основополагающих процессов является дегидрирование - отщепление водорода от углеводорода

Слайд 5Дегидрирование пропана протекает в реакторах

Дегидрирование пропана протекает в реакторах

Слайд 6Кинетика процесса описывается уравнением Лэнгмюра-Хиншельвуда
(в условных единицах):
 






Из уравнения видно, что

числитель характеризует движущую силу обратимой реакции дегидрирования, знаменатель – влияние адсорбционной составляющей.
В результате, чем сильнее адсорбция реагентов и продуктов на катализаторе, тем больше значение знаменателя и ниже скорость процесс. Так же степень в знаменателе означает, что реакция протекает на нескольких реакционных центрах с участием нескольких соединений.
Кинетика процесса описывается уравнением Лэнгмюра-Хиншельвуда (в условных единицах): Из уравнения видно, что числитель характеризует движущую силу обратимой реакции

Слайд 7Фактически, в исходной смеси содержится большое количество различных углеводородов, имеющих различные

адсорбционные коэффициенты, которые к тому же имеют неодинаковые зависимости от температуры. Безусловно, математическая модель дегидрирования усложняется по мере увеличения количества веществ в реакционной смеси, а также при учете побочных реакций, протекающих одновременно с основной.
Фактически, в исходной смеси содержится большое количество различных углеводородов, имеющих различные адсорбционные коэффициенты, которые к тому же

Слайд 8Например, при дегидрировании пропана с учетом его крекинга, получают следующее уравнение

Очевидно,

что для реального процесса уравнение будет иметь достаточно сложный вид, что также приведет к увеличению погрешности вычислений. Приближенное эмпирическое моделирование позволяет с высокой точностью предсказать поведение процесса при изменении его параметров. Поэтому его выгодно использовать в данной ситуации.
Например, при дегидрировании пропана с учетом его крекинга, получают следующее уравнениеОчевидно, что для реального процесса уравнение будет

Слайд 9Также при резком изменении технологии производства эмпирическая модель будет обладать значительной

погрешностью вследствие наличия достаточно жестких связей математических формулировок с оборудованием и качеством реагентов (например, будет зависеть от марки катализатора и ширины контактной зоны). В итоге, вышеприведенное уравнение для скорости реакции дегидрирования можно представить в следующем упрощенном виде:
Также при резком изменении технологии производства эмпирическая модель будет обладать значительной погрешностью вследствие наличия достаточно жестких связей

Слайд 10Данное уравнение применяется для вычисления скорости образования любого органического вещества, образующегося

в реакторе в ходе основной и побочных реакций.
Гибкость применения уравнения обуславливается наличием степени, равной порядку реакций, для которой проводится вычисление скорости.
Ввиду сокращения расчета адсорбционной составляющей снижается сложность уравнения, что также приводит к уменьшению временных затрат на расчет процесса.

Данное уравнение применяется для вычисления скорости образования любого органического вещества, образующегося в реакторе в ходе основной и

Слайд 11На основе данного уравнения можно рассчитать скорости образования каждого компонента (их

количество и свойства можно задавать случайно, если требуется лишь теоретически описать процесс в учебных целях). Зная количество катализатора и время контакта смеси с ним определяются мольные потоки каждого вещества, состав смеси и ее свойства. При изменении нескольких параметров (например, температуры, давления и скорости движения потока) получают полную характеристику процесса, которую можно представить ее в виде трехмерного графика (нескольких изоповерхностей).

На основе данного уравнения можно рассчитать скорости образования каждого компонента (их количество и свойства можно задавать случайно,

Слайд 12В результате, предложенное эмпирическое уравнение позволяет с большой точность охарактеризовать процесс

дегидрирования, протекающий в реальных реакторах. Рассчитать важные константы и получить зависимости адсорбционных составляющих от температуры и давления. К тому же уравнение может быть использовано для приближенной оценки основных характеристик подобных процессов, проводимых по различным технологиям и на разных катализаторов.

В результате, предложенное эмпирическое уравнение позволяет с большой точность охарактеризовать процесс дегидрирования, протекающий в реальных реакторах. Рассчитать

Слайд 13Спасибо за внимание!

Спасибо за внимание!

Что такое shareslide.ru?

Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть