автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Математическая модель разделительной способности и реконструкции тарельчатых экстракторов

На правах рукописи

РГВ од

р ГНС

; ( ■

АЮПОВ ДИНАР ГАЗИМОВИЧ

1 - ' "О

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ТАРЕЛЬЧАТЫХ ЭКСТРА1СГОРОВ

05.17.08 — Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

КАЗАНЬ 2000

Работа выполнена в Казанском государственном технологическо университете.

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Лаптев А.Г.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор физико-математических наук, профессор Саламатин А.Н. доктор технических наук, профессор Поникаров С.И.

"ТатНИИНефтемаш"

Защита состоится _ $ 0 с и ■К ¿' /") 2000 г. в / У_часо

на заседании диссертационного ¿овета Д 063.37.02 при Казанско: государственном технологическом университете по адресу: 420015, 1 Казань, ул. К.Маркса, 68 (зал заседаний ученого совета), А — 330.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан « с » ¡> Л п _2000 г.

/

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор - Лаптев А.Г.

Л и 1 и J

Актуальность работы.

Процесс экстракции является одним из способов разделения жидких смесей широко применяющийся в различных отраслях промышленности.

Преимуществом жидкостной экстракции по сравнению с другими процессами (ректификацией, выпариванием и др.) является возможность разделения термически нестойких смесей, извлечения компонентов, находящихся в ничтожно малой концентрации.

Среди большого многообразия экстракционного оборудования можно выделить гравитационные колонные аппараты с ситчатыми тарелками. Достоинствами данных экстракторов являются простота конструкции, низкие эксплуатационные затраты, развитая поверхность контакта фаз, высокая эффективность.

Традиционная методика моделирования процесса экстракции в тарельчатой колонне основана на применении потарелочного расчета. При этом гидродинамика потоков и массоперенос учитываются при помощи КПД контактного устройства. Существующие методы определения КПД тарелки имеют ограниченную область применения и требуют проведения многочисленных экспериментов. Поэтому актуальной задачей является разработка математической модели процесса экстракции, позволяющей определять КПД тарелки с минимальным привлечением экспериментальных данных.

Работа выполнялась в Казанском государственном технологическом университете в соответствии с научным направлением вуза "Развитие методологии оптимального проектирования оборудования на базе сопряженного физического и математического моделирования", а также в соответствии с ПНИЛ 03— 23 "Теоретические методы описания массотеплопереноса в двухфазных многокомпонентных системах, оптимальное проектирование и реконструкция аппаратов разделения в промышленной химии".

Цель работы:*

1. Разработка математической модели процессов переноса в промышленном колонном экстракторе в системе жидкость— жидкость.

2. Определение эффективности контактного устройства на основе расчетов по разработанной математической модели. Применение потарелочного расчета для моделирования разделительной способности колонны с использованием рассчитанного КПД контактного устройства.

В работе принимал участие к.т.н., докторант Данилов В.А.

з

3. Сокращение размерности математического описания с сохранением заданной точности и физической картины процесса. Обработка результатов машинного эксперимента для определения коэффициентов продольного перемешивания в виде обобщенного уравнения для данного типа контактного устройства.

4. Анализ работы промышленных тарельчатых колонных экстракторов на заводе «Изопрена— мономера» ОАО «Нижнекамскнефтехим». Разработка вариантов реконструкции аппаратов.

Научная новизна: разработана трехмерная математическая модель процессов переноса импульса и массы в колонном экстракторе с сетчатыми тарелками. Применяется подход, когда система дифференциальных уравнений переноса записывается для сплошной фазы, а влияние дисперсной (капель) учитывается эффективной вязкостью, источниками, балансовыми и потоковыми соотношениями.

Получена трехмерная картина полей скорости и концентраций на ситчатых тарелках и в переливах колонного жидкостного экстрактора.

Разработан алгоритм определения разделительной способности колонных экстракторов на основе использования математической модели.

Практическая значимость: Разработанная математическая модель позволяет с достаточной точностью прогнозировать влияние режимных и конструктивных параметров экстрактора на процесс разделения смесей в системе жидкость— жидкость.

Выполнена диагностика работы промышленных экстракторов не заводе "Изопрена мономера" (ИМ— 2) ОАО "Нижнекамскнефтехим" при извлечении ортофосфорной кислоты из углеводородного потока.

Предложены технические решения по реконструкции экстракторов с целью повышения эффективности разделения Реконструкция позволяет достичь требуемую степень извлеченш ортофосфорной кислоты из углеводородного потока и получал продукцию повышенного качества.

Апробация работы и научные публикамш.

По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на IX международной конференции молодых ученых " Синтез иследование свойств, модификация и переработке высокомолекулярных соединений", г. Казань, 1998 г.; международно! научной конференции " Математические методы в химии I технологиях, ММХТ— 11", г. Владимир, 1998 г.; международно] научной конференции "Математические методы в технике ] технологиях, ММТТ—12, г. В. Новгород, 1999 г.; на V международно: конференции по интенсификации нефтехимических процессо:

"Нефтехимия— 99", г. Нижнекамск, 1999 г.; на V международной конференции "Методы кибернентики химико— технологических процессов", г. Казань, 1999 г.; на ежегодных отчетных научно-технических конференциях в К!ТУ (1998, 2000); международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях, ММТГ—13, г. Санкт— Петербург, 2000 г.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений и акта, подтверждающего практическое применение результатов иследований.

Диссертация содержит 131 страницу машинописного текста, 9 таблиц 25 рисунков по тексту, список литературы из 99 источников отечественных и зарубежных авторов. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и формулируется цель работы.

В первой главе дан краткий обзор существующих методов определения эффективности тарельчатого контактного устройства. Показана актуальность задачи составления математической модели описания процесса экстракции с минимальным привлечением экспериментальных данных. Рассмотрены основные подходы математического описания процессов переноса в двухфазных средах. Отмечено, что наиболее широкое применение в прикладных расчетах получила модель многоскоростного континуума. Проведен обзор работ по определению гидравлических и массообменных характеристик экстракционных колонн.

Во второй главе рассматривается применение модели многоскоростного континуума для расчета процессов переноса импульса и массы в двухфазном потоке.

Процесс экстракции в гравитационных тарельчатых экстракторах происходит в двухфазной среде жидкость— жидкость. При этом дисперсная фаза распределяется в сплошной в виде капель. Интенсивность взаимодействия фаз зависит от скорости относительного движения, удерживающей способности по дисперсной фазе, площади поверхности раздела фаз и определяется конструкцией контактного устройства, режимными параметрами работы массообменного аппарата и физическими свойствами смесей. Сплошная фаза движется вдоль полотна тарелки, дисперсная фаза диспергируется через отверстия сетчатой тарелки в поток сплошной фазы.

Целью моделирования процессов разделения является определение профилей скорости и концентрации в фазах для оценки эффективности процесса.

Согласно модели многоскоростного континуума уравнени неразрывности фаз имеет вид:

v (Pi4>Jui) = Jji - М = Д,с, • (1

Уравнения движения i — й фазы:

(pi9i)^=Vkaf + l(Rji+Jji(uji-ui)) + pi9igpi,j = ^c, р

Закон сохранения массы компонента в фазе имеет вид: |:(pi<PA) + div(p,q>, Vi Cu) =

= div(9,r1<gradCM) + ф,К„ + m^, rp

Согласно модели многоскоростного континуума уравнени переноса импульса и массы записываются для каждой фазь

Распределение фаз учитывается коэффициентом (pi- При заданны: исходных данных и граничных условиях из решения полученно] системы уравнений определяются поля скорости, давления i концентрации компонента в фазах.

Неравномерность распределения потоков в аппарате начинае проявляться при увеличении диаметра колонны. До некоторой определенного диаметра распределение фаз в аппарате може считаться равномерным.

Для упрощения системы уравнений, соответствующих модел! многоскоростного континуума, примем допущение о равномерно* распределении фаз в аппарате. Процесс экстракции в колонн« непрерывного действия— стационарный, химические реакцт отсутствуют. При допущении о равномерном распределенш дисперсной фазы в аппарате ф = const, = const. Тогда уравнениз

сохранения импульса и массы для сплошной фазы двухфазного поток* преобразуются к виду:

oil с ди, ди.

дх ду oz

f „2 \ т» 1 (4

др

Рс5х

д и д'ис д и —с +—--с

v дх2 ду2 дх2 )

D

Рс(!-ф)

б

ду.

дх РсЭУ

дУ,

ду

+ V

С

д*у.

эф

д2\г

и.

8уус ~дх

рсдг

■ + V,

¿Нус ду

дх2 ду'

д2\г

И

дг2

+

с-д.у

Рс(1"ф)

+ V,

'эЧ

•ах2

Эг

аУс ду2

д2ъ.

И

+

С-ДЛ

дг2 ) Рс(1-ф)

-g

5и, ду. д\у, ш. -£._)----£- —-£—

дх ду дг (1 —ф)

дСп

дх

+ V,

= Б

гд2Сс дх2

дС^ ду д2сс

' ду2

+ V,

+

5С,

дг д2С '

<Эг2

(6)

(7)

(8)

+

(1-Ф)

В данной работе система уравнений переноса (4)— (8) записана только для сплошной фазы, состоящей из двух компонентов. При этом используется известный подход, когда влияние дисперсной фазы в уравнениях переноса учитывается с помощью эффективной вязкости и источниковых членов. Из решения системы уравнений движения сплошной фазы, определяются профили скорости и давления. На основе полученного поля скорости профили концентраций компонента в фазах определяются из совместного решения уравнения сохранения массы компонента в сплошной фазе (8) с уравнением баланса массы компонента в двухфазном потоке.

На ситчатой тарелке колонного экстрактора взаимодействие фаз происходит при перекрестном движении. Уравнение баланса массы компонента в случае перекрестного потока фаз имеет вид:

(Сяи-Сд)«Ю = Ь(1Сс . (9)

Полагая, что дисперсная смесь состоит из частиц одинакового размера, для силы межфазового взаимодействия И С Л можно записать:

где п— число частиц в единице объема смеси; Рс.д.= Гт — сила, действующая со стороны одной пробной частицы на сплошную фазу. При стационарном движении частиц ?ш=0.

Для определения силы сопротивления движению частиц применяют полуэмпирическое выражение:

1

?„ = -1Рс4иотйот Рг- ;

А \ ^ )

Известно, что вязкость двухфазной среды превышает вязкость чистой жидкости вследствие появления дополнительных напряжении при движении частицы. Для расчета эффективной вязкости дисперсного потока с каплями Барнеа и Мизрахи получили уравнение:

йзф - йэф'

где

Ц^Ф = Цс ехР

3ц;ф + 3цд

+ Зц.су (1- <р)

(12)

Ф

Динамическая и кинематическая вязкость связаны соотношением:

^эф =

йэф

(13)

Рс(1"ф) '

При экстракции в системе жидкость— жидкость через межфазную поверхность переходит только масса распределяемого компонента, поскольку фазы принимаются взаимонерастворимыми. Источник массы компонента гс находится по уравнению: 5М, .

= ]-ау (14)

гс =

5У

Плотность потока массы компонента | определяется из условия равенства потоков на границе раздела фаз:

] = Ре(С1ре-Се)=Рд(Сд-С1рд). (15)

Суммарный источник массы в сплошной фазе при экстракции:

(16)

тс=гс

Схематически движение двухфазного потока в межтарельчатом пространстве представлено на рис. 1. Сплошная фаза поступает на тарелку с левой стороны и движется вдоль полотна перфорированной части тарелки. Дисперсная фаза диспергируется сквозь отверстия в поток сплошной фазы.

/

Сечение дхода сплошной <раза на тарелку

О

Полотно верхней тарелки

Стенка колонна

Васота подпорного ^ слоя

Сечение бахода сплошной (раза X из тарелки

Ось симметрии

Полотно нижней тарелки

Рис. 1. Схема межтарельчатого пространства колонны с сетчатыми тарелками.

Граничные условия при движении сплошной, фазы на тарелке записываются в виде:

при 0 < х < а, г=Н, 0<у<уст — (вход с.ф. на тарелку)

ис = ис0' тс = Усо' = ССвх;

при Ь < х < О, г=0, 0<у<уст — (выход с.ф. из тарелки)

дг дг дг дг

при у = 0, 0<х<0, 0<г<Н — (ось симметрии тарелки)

5у 5у 5у 9у

при у = у^х), 0<х<0, 0<г<Н — (стенка колонны)

ис = 0, V =0, =0, ^ = 0;

ду.

при х=а, 0<у<уСТ1 с<г<Н — (перегородка)

и =0, V. =0, =0,

ее

с _

дх

= 0;

при г = 0, 0<у<уст, 0<х<Ь — (полотно нижней тарелки) и =0, у=0. =0, ^ = 0;

при х= Н- Ь, а<х<Ь, 0<у<уст — (граница раздела с. ф. — подпорный слой) е дг * дх' 1 ^

Принято допущение о симметрии профилей относительно оси ОХ. С учетом подпорного слоя дисперсной фазы под тарелкой Ь высота слоя сплошной фазы в межтарельчатом пространстве равна Ьс,ф =Н-Ь.

Высота подпорного слоя дисперсной фазы под тарелкой находится при гидравлическом расчете контактного устройства.

Расчет гидравлических и массообменных характеристик ситчатой тарелки проводится по известным методикам, рекомендуемым для данного типа контактного устройства. Определение силы межфазового взаимодействия, эффективной вязкости и источника массы позволяет замкнуть систему уравнений (4)— (8), которая описывает поля скорости, давления и концентраций компонента в сплошной фазе.

В третей главе приводится метод решения системы уравнений переноса (4)— (8) с целью определения эффективности контактного устройства.

Для численного решения системы уравнений движения и массопереноса в сплошной фазе двухфазного потока применяется метод Мак — Кормака.

При расчете профиля давления в данной схеме используется метод искусственной сжимаемости, когда в уравнение неразрывности включен член с искусственной сжимаемостью, который обращается в нуль, когда решение устанавливается во времени.

Концентрация компонента в сплошной фазе находится из численного решения уравнения переноса массы компонента в сплошной фазе (8) совместно с уравнением материального баланса массы компонента в фазах (9). При этом принимается, что при движении сплошной фазы в переливе взаимодействие фаз не происходит (<р=0), поэтому источник массы гс=0 и импульса Концентрация компонента в потоке сплошной фазы Сс-Д. вход на входе на тарелку задается из потарелочного расчета колонны.

Профиль концентраций компонента в фазах необходим для определения КПД тарелки, которое используется при потарелочном расчете экстракционной колонны.

ю

Проведено сравнение результатов расчета процесса экстракции по разработанной математической модели с экспериментальными данными Кольбурна и Дуффеу для колонны с пятью тарелками. Получено удовлетворительное согласование (в пределах погрешности эксперимента) по КПД контактного устройства и по концентрации компонентов в потоке на выходе из колонны.

Предложен метод определения коэффициента продольного перемешивания на основе машинного эксперимента по моделированию распределения трассера в сплошной фазе на контактном устройстве при импульсном вводе индикатора на входе.

Удовлетворительное согласование результатов расчета с известными экспериментальными данными подтверждает применимость разработанной математической модели и метода численного решения системы дифференциальных уравнений.

В четвертой главе приведены результаты расчета гидравлических и массообменных характеристик промышленных экстракционных колонн Кт—20, Кт—20а с ситчитыми тарелками.

На действующем производстве завода ИМ—2 АО "Нижнекамскнефтехим" для экстракции ортофосфорной кислоты из углеводородного потока (тяжелого оксаля) используются колонны с ситчатыми тарелками Кт—20, Кт—20а. В соответствии с ОСТ на оксаль качество продукции определяется в зависимости от содержания примесей. Действующая технологическая схема, включающая тарельчатые экстракторы Кт—20, Кт —20а, работает при нагрузках, отличающихся от проектных и не обеспечивает получение оксаля высокого качества с содержанием кислоты < 0,01 %.

Выполнено моделирование процесса экстракции на ситчатых тарелках колонн Кт—20, Кт—20а. Профиль составляющей вектора скорости u/u о и распределение концентрации компонента в сплошной фазе в сечении z=H/4 представлены на рис.2 Профиль концентраций компонента в сечении z=H/4 показан только для области а-Ь, так как взаимодействие фаз происходит только на перфорированной части тарелки. Как видно из рис. 2, сложная геометрия канала (расширение и сужение) приводит к возникновению вторичных течений около стенки колонны.

При известной из расчета концентрации компонента в сплошной фазе на выходе эффективность контактного устройства рассчитывается по формуле:

С/~ гГ| „.г» — С г

Е^С.Ф.вых ^С.Ф.вх iii\ х=~-И--<17)

Г - г*

С.Ф.вых ^С.Ф.

б)

Рис.2 а) профиль составляющей вектора скорости и/и0 и б) распределение концентрации компонента Сс в сплошной фазе в сечении г = Н/4..

На основе потарелочного расчета колонн Кт—20, Кт—20а выполнен анализ работы аппаратов. Получено удовлетворительное согласование с данными производства. Установлено, что при данных конструктивных и технологических параметрах не достигается заданная степень разделения. Так смесь углеводородов поступает в колонну с содержанием ортофосфорной кислоты ун = 0.2 % масс, на выходе из колонны ук=0.021%масс. Требуемое содержание кислоты < 0.01 % масс.

Принимая во внимание, что количество компонента, переходящее из дисперсной фазы в сплошную, незначительно, можно считать расходы фаз по высоте колонны постоянными. Поскольку конструкция тарелок и межтарельчатое расстояние одинаково, то можно предположить, что структура потоков сплошной фазы на тарелках подобны. Тогда профиль концентраций компонента по высоте колонны можно определить из решения уравнения переноса массы компонента совместно с уравнением материального баланса на каждой тарелке, начиная с первой. Профиль скорости сплошной фазы принимается на всех тарелках одинаковым. Причем выходные значения концентраций с тарелки являются входными для последующей. Полученный профиль концентраций компонента по высоте колонны почти полностью совпадает с профилем, определенным из традиционного потарелочного расчета.

Для выбора варианта реконструкции выполнен расчет процесса экстракции на ситчатых тарелках колонн Кт—20 и " Кт—20а с технологическими параметрами действующего производства. Получены профили концентраций и рассчитаны КПД при различных расстояниях между тарелками и при различном диаметре отверстий. Расстояния между тарелками выбирались из стандартного ряда, рекомендуемого для ситчатых тарелок: 0.3 м, 0.4 м, 0.5 м, 0.6 м. Диаметр отверстий: 0.003 м, 0.004 м, 0.005 м, 0.008 м. Относительное свободное сечение тарелки принималось постоянным 8 %.

Установлено, что с уменьшением диаметра отверстий ситчатой тарелки и увеличением межтарельчатого расстояния эффективность разделения возрастает . Это объясняется увеличением межфазной поверхности.

Выполнено моделирование процесса экстракции на ситчатой тарелке колонн Кт—20 и Кт—20а с технологическими параметрами действующего производства при различных относительных свободных сечениях тарелки. Диаметр отверстий и межтарельчатое расстояние принимались постоянными' (с1от = 0.005 м, Н = 0.48 м). Результаты расчетов показывают, что эффективность процесса экстракции

повышается при увеличении относительного свободного сечения тарелки, однако заданная степень разделения не достигается.

Выполнен машинный эксперимент по моделированию распределения трассера в межтарельчатом пространстве колонных экстракторов Кт—20, Кт—20а. Данные по коэффициентам продольного перемешивания при различных скоростях сплошной фазы обобщены в виде критериального уравнения для данного типа ситчатых тарелок:

^=19.56.КеГф078^. (18)

Анализ результатов расчета показывает, что одной из причин низкой эффективности процесса разделения является низкая движущая сила. Для того чтобы увеличить движущую силу процесса в случае экстракции кислоты из смеси углеводородов, необходимо повысить расход сплошной фазы (воды). В результате гидравлического расчета установлено, что увеличение расхода сплошной (водной) фазы в 1.5-5-2 раза в промышленных экстракторах Кт—20, Кт—20а приводит к захлебыванию колонн.

Рассмотрен вариант реконструкции колонных экстракторов Кт— 20, Кт—20а путем замены нескольких ситчатых тарелок на два слоя насадки. Достоинством насадочных колонн является устойчивая работа при высоких нагрузках, что позволяет повысить расход сплошной фазы для увеличения движущей силы процесса. При противоточном движении сплошной и дисперсной фаз в слое насадки степень рециркуляции потоков и возникновение застойных зон меньше, чем в тарельчатой колонне. Частичная замена ситчатых тарелок в верхней и нижней частях экстракторов на насадку из колец Рашига размером 50x50 мм повышает эффективность разделения и обеспечивает концентрацию кислоты на выходе из колонны, меньше заданного значения <0.01 % масс. Применение колец Рашига размером 25x25 мм позволяет достичь концентрацию компонента на выходе из колонны« 0.01 % масс., однако колонна работает близко к точке захлебывания, Расчет гидродинамических и массообменных характеристик насадочных колонн проводится по известным методикам.

Технические решения по реконструкции колонн Кт—20, Кт—20с приняты к внедрению на АО "Нижнекамскнефтехим".

Условные обозначения: С — концентрация компонента, масс, д.; Си — массовая доля компонента I в фазе ¡, масс, д.; С^ — концентрация компонента I на границе раздела фаз, масс, д.; Б— коэффициент диффузии, мУс; Т)п-коэффициент продольного перемешивания, м2/с; <1К— диаметр капли, м; Л,-эквивалентный диаметр частицы, м; Е— коэффициент полезного действш контактного устройства; Рс._д. сила, действующая со стороны сплошной фазы н< одну пробную частицу, Н; сила сопротивления движению частицы, Н; ¡щ -

14

сила, возникающая при ускоренном движении частицы, Н; д— вектор массовых сил, м/с2; I— единичный тензор; поток массы из ]' фазы в 1 фазу за счет

фазовых переходов, Л'ц, кг/(м3с); I. и в— массовые расходы сплошной и

дисперсной фаз соответственно, кг/с; Ш1 — суммарный источник массы вещества в фазе 1; М|г — поток массы £— компонента в фазе 1 через межфазную поверхность 5У, кг/с; 5М1~ общий поток массы в фазу 1 при взаимодействии с другими фазами, занимающими тот же объем ЗУ, кг/с; п— число частиц в единице объема смеси; р— давление, Па; гс— источник массы в сплошной фазе; сила межфазового взаимодействия, отнесенная к единице объема смеси, %=- йу, кг/(м2-с2); К), хим — источник массы компонента за счет химической реакции; — сила

межфазового взаимодействия, кг/(м2с2); йе=<1киот/ус— число Рейнольдса капли; и— вектор скорости, м/с; и, V, IV— составляющие вектора скорости и, м/с; ид— скорость вещества 1-й фазы на границе с ¡ — й фазой, м/с; Г,,— коэффициент переноса компонента £ в фазе 1 (диффузия, турбулентный перенос), м2/с; Ст|— тензор напряжений в ¡ — й фазе, кг/(м-с2); Т|— тензор вязких напряжений в фазе, кг/(м-с2); р— плотность, кг/м3; ф— объемная доля дисперсной фазы (удерживающая способность); % — коэффициент сопротивления; р— коэффициенты массоотдачи в сплошной и дисперсной фазах, м/с; vЭф— кинематическая эффективная вязкость, м2/с; Щф — динамическая эффективная вязкость, Па-с.

Индексы, к— номер декартовой координаты, к= 1,3; 1, — номера фаз; I— компонент; с, д— параметры сплошной и дисперсной фаз соответственно; от— относительные параметры; гр — параметры на границе раздела.

Основные результаты и выводы

1.На основе использования трехмерной системы уравнений переноса импульса и массы предложена математическая модель процесса экстракции на ситчатой тарелке промышленного колонного аппарата. Влияние дисперсной фазы учитывается с помощью эффективной вязкости среды и источниковыми членами.

2. Выполнен расчет трехмерных полей скорости, давления и концентраций в сплошной фазе двухфазного потока на тарелке. Получено удовлетворительное согласование эффективности тарелки рассчитанной по модели с экспериментальными литературными и промышленными данными. Предложен метод потарелочного расчета на основе решения уравнений переноса для определения разделительной способности колонн.

3. Сделан переход от трехмерных уравнений переноса к одномерной диффузионной модели для сокращения времени расчета. Получено обобщенное уравнение для расчета коэффициента продольного перемешивания по данным машинного эксперимента.

4. Проведен анализ работы'промышленных колонн Кт —20, Кт —20а АО "Нижнекамскнефтехим". На основе использования разработанной модели предложены технические решения, принятые к внедрению,

/

/

по реконструкции промышленных колонн Кт—20, Кт—20а с целью

повышения эффективности процесса экстракции.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Данилов В.А., Аюпов Л.Г., Тульчинский Э.А. Моделирование процесса жидкостной экстракции и реконструкция промышленного колонного аппарата// Тематич. сб. науч. тр. Вестника «Тепломассообменые процессы и аппараты хим. технологии» КГТУ. Казань, 1998. С. 140-147.

2. Лаптев А.Г., Данилов В.А., Аюпов Л.Г. Конструирование высокоэффективных эстракторов// Научная сессия КГТУ. Казань, 1998. — секция 7. С. 43.

3. Аюпов Л.Г., Данилов В.А., Лаптев А.Г. Моделирование процесса жидкостной экстракции в производстве мономеров// IX Международная конференция молодых ученых (студентов и аспирантов) «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений», Казань, 1998. С. 234.

4. Лаптев АГ., Данилов ВА., Аюпов Л.Г. Трехмерная модель процесса экстракции в тарельчатой колонне// Тез. докл. V—й Междун. конф. «Методы кибернетики химико—технологических процессов» КХТП—V—99. Казань, 1999. С.13-14.

5. Лаптев А.Г., Данилов В.А., Аюпов Л.Г. Моделирование процесса экстракции в тарельчатых и насадочных колонных аппаратов// Тез. докл. Междун. конф. «Математические методы в химии и технологиях» (ММХТ— 11). г. Владимир, 1999. Т. 1. С. 21-23.

6. Лаптев А.Г., Данилов В.А., Аюпов Л.Г. Моделирование процесса жидкостной экстракции и реконструкция колонных аппаратах// Тез. докл. 12—й Междунар. науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ— 12). г. В. Новгород, 1999. Т.4. С. 88- 89.

7. Лаптев А.Г., Данилов В.А, Аюпов Л.Г. Определение эффективности тарельчатой экстракционной колонны// Тез. Докл. V—й междунар. Конф. по интенсификации нефтехимических процессов «Нефтехимия —99». Нижнекамск, 1999. Т. 2. С. 184-185.

8. Данилов В.А., Лаптев А.Г., Аюпов АГ. Определение разделительной способности в тарельчатых гравитационных экстракторах// Научная сессия КГТУ. Казань, 2000. С. 80.

9. Данилов В.А, Лаптев А.Г., Аюпов Л.Г. Моделирование процесса жидкостной экстракции в тарельчатых колонных аппаратах// Тез. докл. 13—й Междунар. науч. конф. «Математические мете хнике и технологиях» (ММТТ— 2000). г. Санкт- Петербург, 2000. Т.З. < [34.

Соискатель:

Заказ 01/И

ООО ЦПЦ,<Уолиаит

тираж 100 экз.