Системный и процессорный подходы к разработке технологий нефтехимического синтеза и их методологические принципы

Разработку технологии производства, как химико-технологической системы, осуществляют по следующим этапам:

Ø согласование и распределение материальных и энергетических потоков, определение общей нагрузки на аппараты;

Ø выбор и расчет технологического оборудования;

Ø определение затрат на все производство и рассмотрение различных вариантов технологических схем;

Ø окончательный выбор технологической схемы производства.

При разработке и исследовании сложных систем, характеризующих любой

технологический объект выделяют следующие задачи:

- задача синтеза (заключается в создании химико-технологической системы, работающей с высокой эффективностью);

- задача анализа (заключается в изучении свойств и эффективности функционирования химико-технологической системы в целом на основе ее математической модели);

- задача оптимизации (сводится к нахождению экстремального значения выбранного критерия эффективности функционирования химико-технологической системы).

Чтобы конкретней представить, как связаны этапы синтеза, анализа и оптимизации ХТС, можно в общих чертах показать, в какой последовательности решаются они на практике. Сначала создается (синтезируется) первоначальный (исходный) вариант ХТС. Далее проводится полный расчет этого варианта ХТС по ее модели (т.е. проводится анализ ХТС). При этом наряду с расчетом выходных параметров ХТС определяется и значение критерия эффективности функционирования системы. Синтез и анализ первоначального варианта составляют первый этап разработки ХТС.

Результаты анализа являются основой для принятия решений на втором этапе – при повторном синтезе ХТС, но уже на более высоком уровне. Созданный усовершенствованный вариант ХТС вновь анализируется, принимаются решения о действиях на третьем этапе при создании еще более совершенной схемы и т.д.

Для всех вариантов ХТС сопоставляются значения критерия эффективности функционирования системы. Многократное поочередное повторение синтеза и анализа ХТС проводится до тех пор, пока не будет получено оптимальное значение критерия эффективности функционирования ХТС (т.е. одновременно с синтезом и анализом проводится и оптимизация ХТС).

Подбор критерия эффективности и обеспечение условий, при которых он принимает оптимальное значение, должны осуществляться с учетом прогрессивных направлений и технологических принципов создания сложных ХТС. К таким принципам относятся вопросы рационального использования сырья, энергии, минимизация отходов производства, увеличение единичной мощности аппаратов, защита окружающей среды от вредных выбросов химических предприятий, создания малоотходных и безотходных производств и другие.

Поиск оптимальной ХТС осуществляют строгими алгоритмическими методами: решения сложных оптимизационных задач с использованием быстродействующих ЭВМ.