Сопряженное моделирование и совершенствование аппаратурного оформления химико-технологических процессов, проводимых под вакуумом

Цель исследования - совершенствование технологического и аппаратного оформления процессов переработки углеводородного и химического сырья, проводимых под вакуумом. Задачи исследования: 1. Проведение комплексного анализа аппаратурного оформления и технологических параметров действующих вакуумных блоков предприятий химического, нефтехимического и нефтеперерабатывающего профилей. 2. Определение параметров технологического процесса, влияющих на его протекание и определяющих основные затраты на его проведение. 3. Разработка единых критериев для определения эффективности функционирования технологических процессов по переработке углеводородного и химического сырья, проводимых под вакуумом. 4. Разработка математических моделей основных элементов химико-технологических систем, работающих под вакуумом. 5. Разработка методологии сопряженного моделирования связанных между собой технологических объектов и вакуумсоздающих систем с целью определения ресурсов оптимизации. 6. Сопряженное моделирование типовых аппаратов, работающих под вакуумом, и вакуумсоздающих систем. 7. Технико-экономическое сопоставление наиболее часто применяемых при переработке углеводородного и химического сырья вакуумсоздающих систем по эксплуатационным затратам. 8. Разработка рекомендаций по совершенствованию аппаратурного и технологического оформления вакуумных блоков и вакуумсоздающих систем для процессов переработки углеводородного и химического сырья. Научная новизна: 1. разработана комплексная методология сопряженного расчета основных элементов технологических блоков, работающих под вакуумом, позволяющая учитывать взаимное влияние характеристик основного технологического объекта и вакуумсоздающей системы; 2. разработана процедура сопряженного моделирования сложных химико-технологических систем, работающих под вакуумом, позволяющая осуществлять одновременный расчет вакуумируемого технологического объекта и вакуумсоздающей системы; 3. введены основные критерии для сравнения эффективности вакуумсоздающих систем различного типа, основанные на эксплуатационных затратах; 4. предложены математические модели основных элементов сложных химико-технологических систем, работающих под вакуумом, с учетом возникающих связей; 5. разработана математическая модель жидкостно-кольцевого вакуумного насоса, адекватность которой доказана проведением экспериментально исследования; 6. с использованием разработанных математических моделей и методологии сопряженного моделирования получены численные результаты, позволяющие выявить основные закономерности, оказывающие влияние на элементы сложной химико-технологической системы, работающей под вакуумом. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Методология сопряженного моделирования вакуумируемого оборудования и вакуумсоздающих систем. 2. Критерии сравнения эффективности вакуумсоздающих систем различных типов. 3. Математические модели элементов сложных химико-технологических систем, работающих под вакуумом: жидкостно-кольцевого вакуумного насоса; вакуумного конденсатора; парового эжектора; вакуумного насоса типа Рутс. 4. Результаты экспериментального исследования жидкостно-кольцевого вакуумного насоса по влиянию температуры сервисной жидкости на производительность и выходную температуру. 5. Результаты обследования действующих технологических установок, функционирующих под вакуумом.