Контрольная работа на тему Контрольная работа 2

Фрагмент текста работы:

Тема 1 Введение. Системный подход при создании химико-технологических процессов (ХТП)
Операторная схема ХТС. Технологические операторы.
Технологическая установка, так и каждый ее элемент (который также является технологической системой, но младшего иерархического уровня) могут быть изображены в виде схемы, представленной на Рис.1. [1].

Рис.1. Принципиальная схема элемента (подсистемы) ХТС
В данном случае, к входным и выходным технологическим параметрам (X, Y) относятся параметры технологических потоков: температура, расход, состав, давление, теплота и т.д., к параметрам управления (U) – степень открытия заслонки, мощность двигателя компрессора и т.д., к параметрам установки (К) – текущую активность катализатора, активную поверхность теплообменника и т.д. Так как входные и выходные технологические параметры характеризуют потоки вещества и энергии, то, как для режима работы всей установки, так и для режима работы каждого ее элемента можно составить материальный и энергетический балансы [2-4]. Таким образом, выходные технологические параметры будут четко зависеть от входных технологических параметров, параметров управления и параметров установки:
Y = f (X, U, K) [1.1]
В данном уравнении функция "f" характеризует протекающие процессы, которые с достаточной степенью точности могут быть отображены через совокупность физико-химических закономерностей протекающих процессов, и связывающих изменение температуры, давления, объема, концентрации и т.д. в этих процессах. Таким образом, каждый элемент ХТС представляет собой некую подсистему, являющуюся одновременно элементом ХТС [5].
С целью классификации элементов ХТС применяется иерархический принцип. Обычно различают четыре основных уровня иерархии элементов (подсистем) ХТС:
1. Типовые ХТП и их совокупность в масштабах машин и аппаратов;
2. Агрегаты и комплексы, представляющие совокупность типовых процессов в масштабах производств и их отдельных участков;
3. Совокупность производств в масштабе выпуска товарной продукции;
4. Химическое предприятие в целом.
Как было сказано выше, данное деление по уровням иерархии является условным, следовательно, в зависимости от конкретной задачи может появиться необходимость, например, рассмотреть типовые ХТП на уровнях подсистем их элементов (уровень ниже первого) или рассмотреть совокупность предприятий в региональном масштабе (уровень выше четвертого). Однако при переходе на другие уровни или при одновременном рассмотрении ХТС на различных уровнях одновременно, следует учитывать универсальные принципы построения элементов (подсистем) ХТС и их функционирования.
2. Типовые технологические операторы хтс [6].
Как было показано выше, существует множество иерархических уровней представления ХТС. Однако, при рассмотрении ХТС с целью ее расчета с составлением теплового и материального балансов, расчета и оптимизации ее элементов, рекомендуется использовать в качестве низшего уровня представления элементов ХТС типовые технологические операторы соответствующие первому уровню представления ХТС.
Из всего множества технологических процессов различают только СЕМЬ типовых технологических операторов, с использованием которых возможно синтезировать ХТС любой сложности.
Типовые технологические операторы обычно делят на основные технологические операторы и вспомогательные технологические операторы.
Основные технологические операторы Вспомогательные технологические операторы

химическое превращение
нагрева и охлаждения

смешение
сжатия и расширения

разделение
изменения агрегатного состояния вещества

межфазный массообмен
Различия между основными и вспомогательными операторами заключаются в том, что основные технологические операторы обеспечивают функционирование ХТС в требуемом целевом направлении, а вспомогательные – повышают эффективность функционирования системы путем изменения ее энергетического и фазового состояний [7; 8].
Следует добавить, что математическое описание типовых технологических процессов достаточно хорошо представлено в специальной литературе и подробно изучалось в курсе "Моделирование ХТП".

Задание 2. На основе технологической схемы составить операторную схему одного из следующих процессов:
Установка каталитического крекинга.
Установка каталитического крекинга часто является главным элементом нефтеперерабатывающего завода. Целью процесса является "расщепление" фракции газойля после дистилляции. Крекинг проводится воздействием катализатора, аэрированного паром и действующего как жидкость [9].
Обычно в установках каталитического крекинга перерабатываются атмосферный газойль, тяжелая фракция вакуумной перегонки или газойль коксования. Горячий продукт входит в контакт с паром, а затем с катализатором. При этом выходят продукты меньшей молекулярной массы. Выпускаемые продукты установок каталитического крекинга дальше перерабатываются в установках алкилирования (пропилен, изобутен, газолин, дизельное топливо).

Значение и технические трудности, связанные с измерением расхода
Скорость подачи для установки каталитического крекинга (см. #1 выше) следует оптимизировать для других эксплуатационных параметров (например, скорость циркуляции катализатора, способность алкилирования, коэффициент уплотнения газа и т.д.). Подаваемые жидкости в большинстве случаев очень горячие.
Расход суспензии в нефтепродукте (см. #2 выше) является важным индикатором эффективности процесса крекинга. Провести измерение расхода этой жидкости очень трудно, так как она содержит следы катализатора и абразивна.
Недостатки обычных расходомеров
Обычно это расходы измеряются перепадомерами, например, измерительной диафрагмой или клиновым расходомером. Эти методы склонны к ошибкам измерения: диафрагма в суспензии подвергается разъеданию и показывает неправильный расход. Кроме того, они нуждаются в обслуживании, потому что жидкость попадает в импульсные проходы и приводит к ложным показаниям. Приходится регулярно проводить чистку импульсных проходов, что может быть опасным из-за высокой температуры жидкости.