автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Оптимальное проектирование аппаратурного оформления гибкой автоматизированной установки производства азопигментов по непрерывной технологии

Р г о од

О О ' ' • . ■

й И14 Тамбовский Государственный технический университет

На правах рукописи

МАЙСТРЕНКО АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ АППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ ГИБКОЙ АТОМАТИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ ПРОИЗВОДСТВА АЗОПИГМЕНТОЗ ПО НЕПРЕРЫВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

05.17.08 - Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов-1993

И

Работа выполнялась на кафедре автоматизации химических производств Тамбовского института химического машиностроения.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Дворецкий Станислав Иванович.

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Попой Владимир Иванович.

Официальные оппоненты:доктор технических наук, профессор Попов Николай Сергеевич; кандидат технических наук, доцент Егоров Александр Федорович .

Ведущее предприятие: Акционерное общество "Пигмент", г. Тамбов

__,_______________ // ' п -< 129 _г^ в

" " час. " мин- в ауд. № //£'Р на заседании специа-

лизированного совета К064.20.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук при Тамбовском Государственном техническом университете по адресу: 392620,г.Тамбов,ул.Ленинградская,1.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке университета.

.. .г,

Автореферат разослан " .С'-' "' с] ^ 19915 г.

Ученый секретарь

специализированного совета 11

к.т.н. 1\щ V В.М.Нзчаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность ггроблета. Сущестзувлст многоассортнмеЕтыым производствам «алотоннвкног шш. (<жнтет2ческпх красителе?, лакокрасочных материалов, реактивов, особо чистых ветдестз л др.) присуши существенные недостатки, обусловленные использование?:! соЕкегешых периодических ХТС о хестксй: структурой. Повышение эффективности использования материальных и энергетических ресурсов, капитальных вложений. быстро изменяшаяся потребность общества в высококачественной продукига маяатокнгязо2 п®еи вызвали необхогглость создания нового класса гимкко -технологически: установок - гибких автоматизированных производственных систем (ГАЛС) химического продля.

ГАЛС химического профиля отличаются принципиально ново? организацией многоа с сор тш,гентного производства, оптимально сочетающей цгпрерыгнае г периодические процессы; еозкожн_сть:с оперативной перенастройки установка на новые технологические процесса з связи с требуема изменением ассортимента выпускаемой продукте:; зовыки конструкциями аппаратов с легко перестраиваемой структурой, обладавшими заданными статический" и динамическими характеристиками для каждой альтернативной структуры аппарата и о^зеггэчпзоыг.ая выполнение технологических условий с гарантированной вероятностью.

Теоретическое обоснование и экспериментальная проверка предложенных в диссертант алгоритмов синтеза п:бких автоматизированных установок производства синтетических красителей (азопкгкентов) :гме-эт актуальное научное л Езродао-мзяЯстЕеякое значение.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с Координациейым планок научно-исследовательских работ РАН по направлению 2.27. "Теоретические основы химической технологии'' на 1991 - 1995 г.г. (разд. £.27.5.2. .Моделирование химических процессов 7 реакторов. разд. 2.27.5.5. Создание реакторов для химических процессов) и планом основных научных работ ТИХМз с бюджетным ^ягнсированпем по теме Зг/91 "Разработка теоретических основ расчета ¡г конструирования аппаратов к технологических узлов гибка автекэтизлрован-шх установок химических к микробиологических производств".

Цель габоты. Пельп настоящей работы является обобщение научных достижений и разработка на их базе алгоритмов синтеза гибких реакторных систем тонкого органического синтеза, создание и исследование эффективности функционирования пилотных и опытяо-про-мыгленных образцов гибких автоматизированных установок производства синтетических красителей.

Для достикения указанной цели были поставлены и решены сле-дуыцие задачи:

- разработка алгоритмов оптимального проектирования аппаратурного оформления реакторных отделений гибких автоматизированных установок производства синтетических красителей;

- построение математических описаний модулей гибких реакторных систем диазотированкя и азосочетания;

- проектирование и экспериментальные исследования гибких пилотных установок синтеза азопигментов по непрерывной технологии;

- разработка блочно-модульного реакторного оборудования с заранее заданными статическими и динамичоскими характеристиками для опытно-промышленной гибкой установки синтеза азопигментов;

- проектирование, создание и анализ функционирования опытно-промышленной гибкой установки непрерывного синтеза азопигментов.

Методы исследований. В работе использованы методы математи--ческого моделирования, теории исследования операций, теории планирования эксперимента и математической статистики, теории оптимизации и различные методики инструментальных исследований.

Научная новизна. Разработаны алгоритмы оптимального проектирования гибких многоассортмментных реакторных систем тонкого органического синтеза с заданными статичесю-ли и динамический свойствами, обеспечивающих выполнение технологических условий с гарантированной вероятностью.

Выполнены экспериментальные исследования статических решмов процессов диазотирования и азосочетания, осуществляемых в блочно-модульшх реакторных системах пилотрой установки.

Создан альбом математических моделей ряда модулей гибких реакторных систем диазотировения и вгосочетания: "царга-тарелка", "труба-расширитель", "колонна с малым диаметром".

Синтезированы олочно-модульные реакторные системы диазотирования и азосочетания, используемые в ГАПС производства азопигментов промышленного масштаба.

Практическая значимость определяется решением вареной народнохозяйственной задачи синтеза гибких многоассортименткых установок (с заранее заданными статическими и динамическими свойствами) производства азопигментов.

Принципы организации ГАПС химического профиля с применением управляемых коммутационных центров и радиального размещения оборудования могут быть использованы при создании высокоэффективных

многоассортиментяых производств малотоннажной химии.

Алгоритм многокритериального синтеза технологических аппаратов, обеспечивающих выполнение технологических условий с гарантированной вероятностью, целесообразно использовать в практике проектирования химико-технологических объектов.

Предложенные в работе блочно-модульные и секционированные типы многоассортимэнтных реакторных систем циазотирования и азосоче-тания успешно проверены в опытно-промышленных условиях и действующем производстве азопигментов и могут быть распространены на другие установки органического синтеза.

Реализация -результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных работ при непосредственном участии автора внедрены в Тамбовском АО "Пигмент''.

Практическое внедрение опытно-прс:,тленных образцов гибких реакторных систем диазотирования и азосочетания б производстве азопигментоз подтвердило правильность основных конструктивных и технологических решений, принятых при их разработке. Пигменты, полученные в ГАПС по непрерывной технологии, не уступают по колористическим параметрам мировым образцам.

Экономический эффект нарастающие итогом (в ценах и условиях по состоянию на 1.01.91 г.) от внедрения ГАПС синтеза азопигментов Iалого лакокрасочного, алого концентрированного, келтого светопрочного) в динамике до 1995 г. исчисляется 16,142 млн.руб.

Результата исследований широко используются в учебном процессе по подготовке инженеров-механиков специальности 17.05.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 1-ой региональной научно-технической конференции "Проблемы химии и химической технологии Центрального Черноземья Российской Федерации" (г.Липецк, 1993г.), 8-ой Всероссийской конференции "Математичеа-ле методы в химии" (г.Тула, 1993 г.), научно-технических конференциях ТИХМа (1990 - 1992 г.г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 5 публикациях.

Объем работы. Диссертационная работа состоит Ио введения, пяти глав, выводов, списка используемой литературы и приложений.

СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

Во введении формулируется цель работы и основные задачи исследования, обосновываются актуальность и научная новизна работы.

излагаются основные положения, Еыносимые на защиту.

Б пегаса главе проводится анализ современного состояние вопроса проектирования игогоассортиментшх химических производств. На основе анализа литературных источников и результатов обследования ряда предприятий ашшно- и лакокрасочной промышленности показано, что применяемые в совмещении: ХТС аппараты периодического действия мало пригодны для использования в ГАЛС.

На примере производства азспигментов - типичного представителя класса многоэссортиментных производств малотоннажной хигсш -доказывается, что непрерывная технология синтеза позволяет обеспечить высокое и, что Ев менее важно, "гасильное качество красителей, более низкие (по сравнения) с периодической технологией) расходные нормы дорогостоящего сырья, существенно повысить производительность установок и улучшить условия труда обслуживала го персонала зэ счет комплексной автоматизации производства.

Б главе показано, что создание ГАЛС химического профиля невозможно без разработки еоеых способов организации многоассортиментных производств, создения Олочко-модульной химической аппаратуры и управляем! кокмутацзошш узлов стыковки гибких технологических блоков установки, призванных обеспечить выполнение технологических условий с гарантированной вероятностью.

Сложность резания задачи синтеза химической аппаратуры, пригодной для функционирования а КЕогоассэртнмеЕТяой ГАПС, усугубляется отсутствием численных процедур и алгоритмов решения задач оптимального проектирования по «ногам критериям и с . вероятностными ограничениями.

В зэхлшительЕом параграфе главы формулируются задачи исследования.

Во второй главе на базе системного подхода разрабатываются процедура и алгоритмы оптимального проектирования отдельных узлов ;.яогоассортиментной гибкой установки производства азспигментов. При этсм используется ноЕке принцип! проектирования: I потенциальной гибкости; 2)сопряженности аппаратурного оформления с требуемым ассортимент«/. продукции; 3)блочно-модульной структура аппаратов и установки; 4)управля9мости аппаратов, технологических блоков и гаогоассорименткой установки; • 5)сопряженности конструкций техно-лопгтееких аппаратов с множеством оптимальных статических и динамических режимов, соотЕетстьукиих производству требуемого множества продуктов.

Сформулированные принципы позволяют сформировать концепция одновлеменного синтеза аппаратов и систем управления ими в рамках единой постановки задачи проектирования, при котором характеристики аппаратов оказывается такими, что для всего множества технологических процессов с гарантированной вероятностью могут быть обеспечены технологические требования на статические и динамические режимы.

ГАПС химического профиля состоит из технологической части и автоматизированной системы управления. Технологическая часть В1ш>-чает установки, каждая из которых состоит из совокупности технологических блоков,- отличавдихся вариантами аппаратурного оформления.

Пусть цели ГАГГС заданы в формализованном виде, а Еектср-функ-ции I и К количественно характеризуют степень соответствия функционирования установки заданным целям и требованиям технологического регламента. В обдам случае Г и А представляют собой операторы, отооракающие произведение множеств

П « Т) « и « 3

в р- и ^-мерные евклидовы пространства Ер и Е"1, соответственно. Здесь П - множество ассортиментов продукции; д, и - множества конструктивных и режимных параметров технологической аппаратуры ГАНС; 3 - множество возмущащих воздействий.

Задача синтеза многоассортиментной установки формулируется следупцнм образом: требуется определить векторы й*е В, и% и такие, что . »

Уш € П : Г(й ,и ,а>) } ) а(ш), • (I)

Уа) € Й : Вер£{ Ш*,и*,и) } > Рг, (2)

где - математическое ожидание {•> на (тожестве 3 ; Вер^О) -

обозначение вероятности С •} на множестве 2 ; Рг - q-мepный вектор гарантированных вероятностей; а:П ♦ Г, Я - заданные операто-

ры; /7сЕч - мнекества технико-эконимических показателей эф-

фективности и показателей технологических ограничений ГАПС; > -частичное упорядочение.

Решение задачи (I), (2) прямым методом навряд ли возможно из-за выссксй размерности зздзчи, сложности г.шожества Ь и алгоритмов вычисления функции I. Необходима разработка специальных деком-по: ионных схем.

Пусть Ч = ( 1> * и ) - множество проектных параметров гибкой химической установки. Представим решение задачи (I), (2) в виде:

У* = Мах { У { П >,

где У* - максимальные в смысле бинарного отношения П элементы множества У.

Построим к-уровневую структуру описания проектируемой системы, где У(о)- состоит из векторов.дающих детальное описание сис-

(к 1

темы на этапе рабочего проектирования, а из вектороЕ, дающих

самое "грубое" ее описание на этапе технического предложения. Тог-(а, вводя функцк ф(Л+1 )-"•(.), Где

да, вводя функцию агрегирования и дезагрегирования

) = ф(Л+1)( у(^), уи> = 3 = 0.1.....к-1,

и приняв в качестве решения задачи множество , процесс его

нахождения можно записать е виде процедуры:

У(,5)ж = Мах С ф^+1>"1( уи+1)*) | >. Л = к-1.....0

с начальным условием: = Мах { ! Пк >.

Здесь у^+1)*) - полный прообраз множества у<л+1)*

при отображении П0 = П.

Следовательно, решение задачи проектирования заключается в последовательном нахождении на каждом 3-ом уровне иерархии описания систеш, начиная с к-ого уровня, максимального в смысле отношения ^ множества проектных параметров у^'* и, таким образом, сужении изначального множества У^ до = у*.

При этом требуется согласование отношений ^ и П в таком виде, чтобы при отсеве вариантов на 3-ом этапе не были бы отброшены варианты множества У*.

Разработанная иерархическая процедура решения задачи (I). (2) позволяет определить последовательность этапов решения задачи синтеза гибких автоматизированных многоассортиментных химических производств (блок-схема стратегии проектирования изображена на рис.1).

Из числа выбранных в блоке 2 обликов технологических подсистем, в блоке 3 осуществляется синтез управляемых в статике технологических аппаратов.

Технологический блок (аппарат) называется управляемым в статике, если

VI е 3 Э и с Удоп,

где Удоп = { и : в^й.и.О * 0. 3 = 1,...,и ).

Здесь гЛ^.и.?) $ 0, 1 = Г7п - регламентные ограничения процесса.

Рис.1. Блок-схема стратегии проектирования гиоких многоассортиментных химических производств

Тогда, если ввести некоторый параметр т) е С0,1] такой, чтобы доесно было записать

2 = i е : - < Sk « + ¿ = 1.....m }*

где - некоторая номинальная точка в области входных переменных, - отрицательное и положительное отклонения от , то задача синтеза технологического блока (аппарата), управляемого в статике, запишется в виде: ч

t)*(d) = Arg t max min V (d,g) > 0 J, ■П r

где V (d,5) - о^ъем г-мерной области допустимых управлений, определяемой системой линеаризованных ограничений A«u í b(d,f), полученных при линеаризации функций g^d.u.í) по и в окрестности точки ( d°,uú,f°). При этом должно выполняться ограничение

где т) - параметр, характеризующий допустимый диапазон изменений' вектора входных параметров, d - вектор конструктивных параметров, при котором технологический блок (аппарат) является управляемым в статике.

Задача синтеза химической аппаратуры с заранее заданными динамическими свойствами формулируется как задача определения векторов конструктивных d* г D и режимных u* « U переменных таких, что для любого и ( Q и заданной полноты протекания технологического процесса

min R,,( и, d",u*) = пах min R_.u¿,d,u) v v «IíD.uíU v v

при очевидном ограничении на минимально допустимое значение регулируемости Кдоп установки

rain ?v< u. l'.u* ) > Ядоп

Наконец, в блоке 5 из технологических подсистем (с заданными статическими и динамическими свойствами) синтезируется автоматизированный комплекс "технологическая подсистема - система управления", обеспечивающий выполнение условий технологического регламента для каждого продукта из заданного ассортимента с гарантированной вероятностью и наилучшую совокупность усредненных показателей эффективности функционирования.

По результатам проектирования в блоке 6 проверяется достижимость поставленных целей и осуществимость требований технического задания.

3 третьей главе разрабатывается математическое описание моду-

лей реакторных систем диазотирования я азосочетания, репсэтся задача синтеза аппаратурного оформления технологических стадий диа-зотирования и азосочетания для гибкой пилотной устяяошся.

Синтез азопигментов осуществляется путем последовательного проведения двух химических реакций - диазотирования и азосочетания.

Изучена кинетика массообменных процессов з химических взаимодействий, протекающих при диазотарованш и азосочетанш. Кинетические уравнения и константы с приемлемой для практики точностыз описывают процессы растворения агашов, образования и рос-га кристаллов азопигментов, скорости целевых и побочных химических реакций процессов диазотирования и азосочетания.

С использованием уравнений кинетики процессов диазотирования и азосочетания и уравнений покомпонентного материального и теплового балансов были построены математические модели статики и динамики унифицированных модулей реакторных систем типа "цзргэ-тарел-ка", "колонна с малым диаметром", "труба-расширитель" -и др. В табл. приведены математические модели статики процесса азосочета-' кия для различных модулей реакторных систем.

Уравнения этих моделей представляют собой системы нелинейных алгебраических урагнений (при оппсагага процесса в ячейке смешения) и жестких дифференциальных уравнений 1-го порядка (при описании трубного модуля), для решения которых использовали модифицированный метод Ньютона и неявный метод трапеций с переменным пагсм, соответственно.

Разработанные математические модели статики и дина:,тага процессов синтеза азопигментов использовали для приближенного расчета конструктивных параметров альтернативных вариантов аппаратурного оформлэяия реакторах блоков пилотной установки.

В -тетвертой главе исследуется непрерывная технология синтеза азогтигментоз в лабораторных условиях на пилотной блочно-модульной гибкой химической установке (рис.2), аппаратурное оформление которой разработано в соответствии с предложенной методологией проектирования и с использованием методов математического-моделирования.

По экспериментальным данным, полученным на пилотной и спытно-прсмкпленнсй установках, с пометы) статистических критериев устанавливалась здекзэтность математических моделоД.

Методом математического моделирования были лсследснакн статические реками процессов синтеза азопигментов з реакторных системах различных типов.

Таблица

Математические модели процесса азосочетания

Схема процесса азосочетания Ус.

К АГЙ0С1 + НО-У Ч++ С1"+ АгНой0 ^ [АгК2Е033

Уравнения материального баланса

Модуль смешения

'^хгЧ + СЛ2С *оСА2СВ7 + ^ V +

+ свс

у^СрУ = К^У + + СрС

л,с<о)+ и = п1т)(г1)у/(г1-г0)+

+ П,С

^|с)«л,|{гм)Т/(гигк)!

1 = 2,...И

V = / ^р1

Модуль трубного типа

ЙА2 = - У^У

= -<кССА2СВ+ ^рФ7

С^О).*«»

ЙР = ^сСА2С0- V

Ср(0)=С^О) а,= Ц - п., 17(г., )/(г1-г0)3/ V.

п, (0)=гц(0)

-1^т)(г,)/(г, -г)]/ и,3=2^1

" " : плО)=п50) ТРр 2 - ?

V 3

Математическая модель кинетики кристаллизации • I = ^(Ср-Ср»";

V - Чд ); V №ср)КК: V П(Ср-с;)/рр/г

С - концентрация;- расход; V - объем реактора; скорость кристаллизации азопигр/ента; к^.К^.ч- константы скорости реакций И1; рр,пу- плотность и мольная масса пигмента;

скорость нуклеации; 17 - скорость тоста кристаллов; С - коэффициент диффузии; V - скорость движения потока в трубе; I -текущая длина трубы; и (г Г- гранулометрический состэе кристаллов пигмента; г )/ 2;. г0- размер зэрэдкс-гй кристаллов; Аз,Б - азо- и диазокомпоненты; зе - диазосмолы; <3, п - производные по длине трубы; твердая фаза.

Азосоставлякгцая Наполнитель

Щелочной агент

Рис.2. Схема гибкой автоматизированной пилотной установки азосочетания: 1,2,3 - расходные емкости наполнителя, щелочного агента, азосос--, тавляющей, соответственно; 4 - насос; 5 - коммутационный центр; 6,7,8 - реакторные системы азосочетания

о

пд 0,8

0.4

г K,S

0,96 1,00

1® П,£ г К,%

0,03 0,04

0,02 ■ 9S

0,02

0,01 96

0 0

Sbx

б Т 8 9 10 рН 2) б)

Ркс.З. Зависимости качественных показателей процесса азосочетания: выхода К (-а-), количества диазосмол П (-*-), отклонения параметров распределения от типовых значений Ф (-о-) от: а) соотношения Бв! мольных подач азо- и диазосоставлянцих к о) рК среды сочетания

Результаты экспериментальных исследований и моделирования показали, что скорость процесса диазотирования лимитируется скоростью растворения твердой фазы амина, а скорость азосочетания - скоростью кристаллизации азопигмента, причем эти процессы протекают е смешанных диффузионно-кинетических областях; скорость разложения диазосоединэния имеет максимум в слабощелочной области, а порядок реакции по дпазосоэдинэнию меняется с первого на второй при переходе от кислой среды реакции к щелочной, причем на устойчивость диазосоединешя отрицательно влияет большой избыток азотистой кислота в растворе; воздействия колебаний гранулометрического состава номинальных значений концентраций исходного амина на его степень превращения при диззотированин, колебаний расхода и концентрации диазосоединешя при азосочеташш могут быт:- компенсированы изменениями расходов амина, диазотирущего агента, езосоставляшей (рио.Зэ) и-гибким секционированием реакторных систем диазотирове-ния к азосочетания; стабилизация температуры амина к распределение подач нитрита натрия и диазосовдинекия по модулям соответствуших реакторных систем способствует улучшению качественных показателей технологических процессов синтеза азопигментов. имеете с этим установлено, что наиболее важной технологической переменной процесса азосочетания является величина рН, определяюцая скорости химических реакций процесса и оказывающая влияние как на выход целевого продукта, так и на размер кристаллов пигмента и содержание в нем

диазосмол, а следовательно, и за его колористические показателя (рис.30). При этом с увеличением скорости реакции азосочетания размер кристаллов уменьшается и при значениях рй, соответствующих максимальной скорости, кристаллы ;мевт минимальный размер.

л» основе результатов проведенных исследований статических ренимсв были сформулированы и решены задачи оптимизации технологических ретнков дназотпрсззяия и азосочеташ:я.

3 пятой главе на основе проведенных теоретических исследований я экспериментальных работ рассматриваются вопросы проектирования гибкой автоматизированной опытнс-промызленной установки синтеза азоютментсв по непрерывной технологии.

Технологическая схема опытно-промшиленной установки синтеза трех марок эзспигмеятов - алого лакокрасочного (1500 т/год), алого конгентрировоняого (5G0 т/год), желтого светопрочного (ISCQ т/год) - включает единый могаы! узел диазотирсзанкя, питающий две линии реакторных блоков азосочетания (ал.рис.4);

В процессе проектирования и в ходе последующих экспериментальных проверок было установлено, что с гарантированной вероятностью Рг - 0,9 наибольшей степенью гибкости (управляемости в статике) Л = 0,65 обладают рза:-:тор:о:е системы типа "труба-расширитель", которые тгкяз л более надежны з эксплуатации из-за отсутствия движущихся частей в их конструкциях (рис.5).

Аппарат представляет собой вертикальные трубы I, 2, попарно соединенные нижними 3 л верхними 4 камерагга: смешения, которые снабжены Етуцергет. 5 для распределенной подачи одного из реагентов через специальные форсунки навстречу основному потоку реак-шюнЕОй массы. Вход реакционной масса з ни^нтж камеру смешения осущестзлле тся тангенциально, что обеспэчизает кинетическое смоаение. Для "оддеркания заданного температурного рзстлэ внутри реакторной системы вертикальные тру'ы снабзэны тешюобмеккн-ми рубашками 6. Описанная конструкция аппарата позволяет подключать дсьолнительные или от-

структурой типа "тсу-оа-тзасшитате ль"

Суспензия

ляющап 2

Рис.4. Технологическая схема опытно-промышленной установки синтеза азопигментов: I - реакторная система диазотирования; 2,3 -центрифуги; 4,5 - реакторные системы азосочетания

клхзчать "лишние" секции в свяет с необходимость!» изменения пространственно-временной структура потоков внутри аппарата.

Однако, по эффективности функцзощрованяя в дпемеко реакторные системы типа "труСа-рзсширктель" уступают (з основном из-за большего транспортного запаздывания по основным каналам управления качеством продукции) реакторным блокам типа "царга-таредса" я требуют для автоматизации более елозных и дорогих систем управления. В связи с этим было принято решение о реализации в промышленном варианте в Тамбовском АО "Пигмент" модульных реакторных систем типа "цзрга-тэрелка".

Экспериментальные исследования па опытно-промышленной установке показали, что скорость реакции диазотцровавия значительно увеличивается при активизации поверхности частиц амина в специальном устройстве-активаторе, з качестве которого использовался дезинтегратор типа УДА; очистка диазосоедянения с помощью центрифуг позволяв/ получить на стадии диазотарозания более высокую степень превращения за счет снижения проскока твердой фазы при менее зна-" чительяом повышении содержания диазосмол.

Созданная установка непрерывного синтеза азопигментов позволяет обеспечить стабильность условий технологических процессов, что определяет стабильное качество производи?,ых красителей; с помощью системы управления настраиваться на ту или иную производительность и производство тех или иных комбинаций марок красителей из заданного ассортимента, осуществлять регулирование колористических показателей ззопигментов в процессе их синтеза путем изменения параметров гранулометрического распределения кристаллов, зависящих от величины рН среда сочетания; за счет оптимизации статических и переходных режимов сократить (в среднем на 0,5 %) расходные нормы сырья вследствие уменьшения твердой фазы непрореага-ровавшего амина и количества диазосмол в целевом продукте.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны методика и алгоритма системного проектирования технологических аппаратов с заранее заданны'.® статическими и динамическими характеристика»,и, сбеспечийаакими выполнение технологических условий с гарантированной вероятностью.

2. Предложен ноеый подход к организации ГАНС малотоннажных химических производств на основе управляешь коммутационных центров.

3. С использованием математических моделей исследованы к уставов-

лены допустимые рекимы функциошфования процессов даазотирова-нея и азосочетания при синтезе азопигментов.

•4. Поставлены и решены задачи проектирования блочно-модульных реакторных систем типа "царга-тарелка" и "труба-расширитель" для гибких автоматизированных установок синтеза азопигментов и определены оптимальные условия их функционирования.

6. С использованием разработанных алгоритмов спроектирована и внедрена в АО "Пигмент" гибкая автоматизированная химическая установка синтеза азопигментов по непрерывной технологии производите льнсст:.ю 3600 т/год. Проведен анализ эффективности функционирования гибкой установки в опытно-промышленных условиях. Эконотческий эффект нарастающим итогом (в ценах и условиях по сост..-леи на I.OI.SI г.) от внедрения ГАЛС синтеза азопигментов (,'.лого лакокрасочного, алого концентрированного, желтого светопрочного) ь динамике до I9S5 г. исчисляется 16,142 млн .руб.

Основные материалы, отракапзие результаты диссертационной pari боты, изложены в следующих публикациях:

1. Дворецкий С.И., Майстрекко A.B. Исследование кинетики кристаллизации азопигментов в процессе их синтеза в аппарате смешения непрерывного действия // ИБУЗ. Химия л хим. технология.- 1991.Т. 3i, К 12.- С. 115 - 119.

2. Мг^стренко ¿.Б., Иваноза О.Г. Моделирование и расчет не ЭВМ. сегрегированных процессов и гибки реакторных систем химической технологии / Тамб. кз-т хим. машиностроения.- Тамбов, 1993.-

7S е.- Деп. в ВЖИТЙ К IIS5-BS3, 05.05.93.

3. К'яйстренко А.Е., Иванова О.Г. Разработка гибкой автоматизированной пилотной установки для исследования процессов синтеза органических полупродуктов и красителей / Тамб. пн-т хам. машиностроения.- Тамбов, 1993,- 21 е.- Деп. Б ВИНИТИ К I20I-B93, 06.05.93.

4. Дворецкий С.И., Майстренко А.Б. Разработка непрерывной технологии синтезе азопигментов // Проблемы химии и хим. технологии Центр. Черноземья Рос. Федер.: Тез. докл. 1-ой регион, науч.-техн. конф.- Липецк, 1993.- С. 9S -97.

5. Дворецкий С.К., Майстренко А.Е. Агрегирование и метод последова-. тельного анализа вариантов // Мат. методы в химии: Те>. докл.

8-ой Згерос. конф.- Тула, 1993.- С. 45. , , fj