автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Структурно-параметрическая оптимизация действующей установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции

На правах рукописи

РЫЖОВ ДЕНИС АЛЕКСАНДРОВИЧ

СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОПРЕН-ИЗОАМИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (химическая технология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань -2011

7 ДПР 2011

4842113

Работа выполнена на кафедре системотехники Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет».

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Зиятдинов Надир Низамович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Комиссаров Юрий Алексеевич

доктор технических наук, профессор Лаптев Анатолий Григорьевич

Ведущая организация

ОАО «ГИПРОКАУЧУК» г. Москва

Защита состоится "22" апреля 2011 г. в "14" часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.13 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68, зал заседаний Ученого совета (А-303).

Отзывы на, автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой печатью учреждения, просим отправлять по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 68, ГОУ ВПО Казанский государственный технологический университет, секретарю диссертационного совета Д 212.080.13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан ЧЯ " О 2, 2011г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 212.080.13 д.т.н., профессор

А.В. Клинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Как известно, основные энергозатраты в нефтехимии приходятся на процессы разделения. К числу одних из наиболее энергоемких процессов разделения относятся процессы экстрактивной ректификации, которые нашли широкое применение в производстве изопрена методом двухстадийного дегидрирования изопентана. Среди стадий данного производства по энергоемкости выделяется установка экстрактивного разделения изопрен-изоамиленовой фракции.

За многие десятилетия промышленной эксплуатации установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции претерпевали множество реконструкций, что сделало актуальной задачу поиска энергосберегающих режимов работы данных установок. При этом известно, что существенное влияние на энергозатраты оказывают номера тарелок ввода питания и рецикловых потоков в колонны. Одним из эффективных подходов к решению данной задачи является применение методов системного анализа, опирающихся на современные методы оптимизации технологических процессов. Поиск энергосберегающих режимов работы рассматриваемой установки в данной постановке является задачей дискретно-непрерывной оптимизации. Из-за дискретности номеров тарелок ввода питания решение рассматриваемой задачи, как правило, сводится к простому перебору возможных вариантов ввода питания в колонны и решению для каждого из них задачи оптимизации по непрерывным переменным. Однако, решение задачи для системы ректификационных колонн, включающей множество возможных тарелок ввода питания и подачи рецикловых потоков в колонны, является крайне трудоёмким. Таким образом, системные исследования, связанные с поиском энергосберегающих режимов работы установок разделения изопрен-изоамиленовой фракции, включающие разработку эффективных методов оптимизации систем ректификационных колонн, являются актуальной задачей.

Работа выполнена по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в Российской Федерации - «Энергетика и энергосбережение».

Автор выражает благодарность профессору Островскому Г.М. за ценные советы и замечания, высказанные в процессе выполнения работы.

Цели работы.

• Системный анализ и поиск энергосберегающих режимов работы установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции на основе

разработанного метода дискретно-непрерывной оптимизации системы ректификационных колонн.

Задачи исследования.

• Построение компьютерной модели установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции;

• системный анализ статических характеристик объекта исследования и выбор на их основе поисковых переменных задачи дискретно-непрерывной оптимизации;

• исследование возможности уменьшения нежелательных примесей в продуктовых потоках установки;

• разработка подхода к определению нижних оценок критерия оптимальности в методе ветвей и границ при выборе оптимальных тарелок питания ректификационных колонн;

• разработка метода выбора оптимальных тарелок подачи питания и ввода рецикловых потоков в системе ректификационных колонн на основе метода ветвей и границ с одновременной оптимизацией режимов работы установок ректификации;

• с применением разработанного метода выбор оптимальных тарелок питания с одновременной оптимизацией режимов работы установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции;

• исследование оптимальных статических характеристик объекта исследования.

Научная новизна работы.

• На компьютерной модели проведены исследования системных связей и законов функционирования установки экстрактивного разделения изопрен-изоамиленовой фракции, позволившие определить параметры технологического процесса, оказывающие наиболее существенное влияние на технико-экономические показатели процесса;

• в результате системного анализа установки выявлена тарелка колонны К-20 с максимальным содержанием н-пентана в изоамиленовой фракции;

• поставлена и формализована задача оптимизации дейстующей системы ректификационных колонн как задачи оптимального структурно-параметрического синтеза;

• предложен новый подход к определению нижних оценок критерия оптимальности- в методе ветвей и границ при выборе оптимальных тарелок питания;

• предложен новый эффективный метод структурно-параметрической оптимизации, основанный на определении номеров оптимальных тарелок питания и тарелок ввода рецикловых потоков, с одновременной

оптимизацией режимов работы установок ректификации позволяющий, найти точное решение и существенно сократить время решения задачи.

Практическая значимость.

• Построена компьютерная модель установки экстрактивного разделения изопрен-изоамиленовой фракции, позволяющая исследовать системные связи и законы функционирования установки в целом;

• разработан алгоритм выбора номеров оптимальных тарелок питания и ввода рецикловых потоков в системе ректификационных колонн, с одновременной оптимизацией режимов работы установок разделения;

• с использованием разработанного метода решена задача дискретно-непрерывной оптимизации промышленной установки экстрактивного разделения изопрен-изоамиленовой фракции, что позволило сократить удельные энергозатраты установки на 8,7 % (5,1 Гкал/ч);

• результаты решения задачи переданы ЗАО «Нефтехимсервис» (Москва) для дальнейшего внедрения на производстве;

• получены оптимальные статические характеристики исследуемой установки, которые могут быть использованы для оптимального управления процессом при изменении составов катализатов, поступающих на разделение;

• эффективность предложенного метода проверена на примере решения задачи оптимизации узла разделения газов пиролиза производства Этилен-200 ОАО «Казаньоргсинтез». Найденный режим работы установки позволил сократить удельные энергозатраты на 3,1 % (2,3 Гкал/ч);

• положения, разработки и научно-практические рекомендации кандидатской диссертации использованы в учебном процессе СПбГТИ (ТУ) при проведении занятий по дисциплинам: «Системный анализ химической технологии» и «Моделирование систем».

Достоверность полученных результатов подтверждается:

• использованием в расчетах современных средств математического моделирования и методов оптимизации;

• решением задачи идентификации математических моделей ректификационных колонн установки по данным промышленного эксперимента в различных режимах работы установки;

• выбором наиболее точного метода расчета констант фазового равновесия, путем сравнения расчетных данных, полученных различными методами, с данными эксперимента;

Личный вклад автора:

• построение и идентификация по результатам промышленного

эксперимента компьютерной модели установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции;

• разработка алгоритма решения задачи дискретно-непрерывной оптимизации системы ректификационных колонн;

• апробация разработанного алгоритма на примере оптимизации промышленных установок газоразделения;

• исследование системных связей и законов функционирования, оптимизация установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции;

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях: Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-19 (Воронеж, 2006 г.), ММТТ-20 (Ярославль, 2007 г.), ММТТ-21 (Саратов, 2008 г.), ММТТ-22 (Псков, 2009 г.), ММТТ-23 (Саратов, 2010 г.); Международной научной конференции «Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности» ЛЭРЭП-2 (Саратов, 2007 г.), ЛЭРЭП-3 (Казань, 2008 г.); II Международной научной конференции «Современные проблемы прикладной математики и математического моделирования» (Воронеж, 2007 г.); III Международной научной конференции «Компьютерное моделирование в химической технологии» (Черкасск, 2008 г.); II Всероссийской студенческой научной конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (Казань 2008 г.); XII Международной научной конференции «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (Казань, 2008 г.); Научных сессиях КГТУ (КХТИ) (Казань, 2007-2011 г.г.); II Международной научной конференции «Компьютерное моделирование в химической технологии и устойчивое развитие» (Киев, 2010 г.).

Данная работа была удостоена: заключения Государственного контракта по программе фонда Бортника «Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2008»; премии конкурса 50 лучших инновационных идей для республики Татарстан в номинации «Молодежный инновационный проект»; диплома в номинации «Эффективное использование современных методов научного исследования в работе» в рамках 12-й Международной научной конференции «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений».

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 19 научных работах, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 164 страницах основного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы из 166 наименований и приложений на 33 страницах. Работа содержит 120 рисунков и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, описаны цель, задачи, научная новизна, основные положения, выносимые на защиту, и практическая значимость.

Первая глава посвящена обзору возможностей интенсификации узла разделения изопрен-изоамиленовой фракции. Так же отражены современные методы системного анализа, основанные на математическом моделировании и оптимизации сложных химико-технологических систем и, в частности, систем ректификационных колонн.

Показано, что одной из важных задач при оптимизации режимов работы установок газоразделения является определение номеров оптимальных тарелок питания колонн и ввода рециклов. Показана сложность использования существующих критериев выбора оптимальных тарелок питания в колоннах, при оптимизации систем ректификационных колонн, так как это приводит к задаче оптимизации с разрывной целевой функцией и разрывными ограничениями. В приведенном литературном обзоре дано описание существующих алгоритмов решения задач такого типа.

В главе сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе приводятся результаты построения и отладки компьютерной модели установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции. Данная установка включает три колонны ректификации: К-20, К-20а - колонны экстрактивной ректификации с применением в качестве экстрагента безводного диметилформамида (ДМФА), К-35 - колонна десорбции. Каждая колонна имеет 4 возможные тарелки подачи питания. На разделение на установку поступают катализаты 1-й и 2-й стадий дегидрирования изопентана. Продуктовыми потоками узла являются поток изоамиленовой фракции, отбираемой с верха колонны К-20, и поток изопрена-сырца, отбираемого с верха десорбционной колонны К-35.

Системный анализ рассматриваемой технологической установки показал, что данный объект обладает множеством параметров, влияющих на режим его работы. Наличие рецикловых потоков, имеющих высокую параметричность, затрудняет расчет материально теплового баланса схемы. Материальные потоки установки являются многокомпонентными и характеризуются сильной неидеальностью, что требует особого внимания к выбору метода расчета фазового равновесия смеси.

Для выбора наиболее точной модели описания фазового равновесия было проведено сравнение данных по фазовому равновесию основных пар компонентов рассматриваемой системы, полученных экспериментальным и расчетным способами с применением методик Вильсона, NRTL, UNIQUAC, UNIFAC. В результате установлено, что наиболее близкое совпадение экспериментальных и расчетных данных по каждой рассматриваемой паре компонентов обеспечивает метод NRTL. Таким образом, было решено использовать данный метод для расчета фазового равновесия потоков рассматриваемого объекта. Анализ литературных источников показал, что для расчета энтальпии приемлемым будет использование метода Latent Heat (LATE).

Математическая модель многокомпонентной ректификации описывается стандартными уравнениями потарелочного расчета с учетом кпд по Мерфри. Для расчета однократного испарения в модели ректификационных колонн был выбран метод «inside-out».

Математическое описание теплообменников основано на использовании уравнений теплопередачи и средней логарифмической разности температур.

При построении компьютерной модели химико-технологической системы (ХТС) установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции и в дальнейшем для ее расчета использовался последовательный модульный подход.

Рисунок 1 - Расчетная схема установки разделения изопрен-изоамиленовой

фракции

Расчетная схема установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции представлена на рисунке 1. На представленной схеме: Т-19, Т-58 -

теплообменники-холодильники; Т-71 — теплообменник-нагреватель; Т-13, Т-14 -теплообменники-рекуператоры; К-20, К-20а - колонны экстрактивной ректификации, К-35 - колонна десорбции; 0-1, 0-2, 0-3, 0-4 - делители потоков; Н-60- насос.

Для обеспечения адекватности математических моделей ректификационных колонн промышленному процессу была проведена идентификация. Задача идентификации заключалась в поиске значений настроечных коэффициентов моделей (эффективных кпд тарелок колонн), минимизирующих сумму квадратов отклонений расчетных и экспериментальных значений параметров установки, при заданных экспериментальных значениях параметров питания, содержании ключевых компонентов в дистилляте и кубовом продуктах. Найденные эффективности тарелок колонн равны: для колонны К-20 - 0,55; для колонны К-20а - 0,53; для колонны К-35 кпд исчерпывающей части - 0,14, укрепляющей - 0,13. Относительные отклонения расчетных от экспериментальных данных по колоннам К-20, К-20а не превышают 4,4%, по колонне К-35 не более 5,4 %.

В третьей главе на компьютерной модели проводилось исследование системных связей и законов функционирования установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции. Исследовалось влияние управляющих параметров на выходные переменные установки: отбор дистиллята колонны К-20 (амиленовая фракция) и концентрацию в ней изопрена, производительность установки по изопрену-сырцу (дистиллят колонны К-35) и содержание в нем изопрена, суммарные удельные энергозатраты.

Показано, что на качество разделения и суммарные удельные энергозатраты установки существенное влияние оказывают: температура и расход ДМФА; расходы флегмы колонн К-20, К-35; расход рецикла из

шонны К-20а.

Так же было установлено, что на выходные переменные оказывают влияние номера тарелок подачи питания в колонны и уровень ввода потока рецикла из колонны К-35 в К-20а. На рисунках 2, 3 представлены некоторые результаты исследования, имеющие экстремальный характер. Экстремальный характер влияния расхода ДМФА на качество разделения (рис. 2)

колонны К-35 в К-20а; температура в кубе ко

■> §

»ч : » 8-я

I *

а

I * 8 Ч 0.05

\ —"\

N \

\

\ N \

0.84 £

Н

0.76

190000 200000 220000 240000 260000

Расход ДМФА, кг/ч —«— Кок1^гнтра1_ця изопрена ь дистилляте К-20, масс, доли —а— Концентра^« изопрена в сьрср, масс, доли

Рисунок 2 - Влияние расхода ДМФА на качество разделения

объясняется резким повышением уноса изоамиленовой фракции в поток изопрена-сырца при избытке в системе экстрагента. Точки перегиба в зависимостях качества разделения от температуры в кубе колонны К-20а (рис. 3) показывают на значение данного параметра, при которых достигается максимальная чистота получаемых продуктов.

Важной задачей повышения эффективности работы производств изопрена является минимизация пентанов в изоамиленовой фракции. В ходе исследования концентрационных профилей колонн установки было обнаружено, что в колонне К-20 имеется тарелка с максимальным содержанием н-пентана (рис. 4). Из полученного профиля следует, что на тарелке № 17 достигается максимальная концентрация н-пентана равная 0,12 масс. доли. Таким образом, разница между содержанием н-пентана в дистилляте колонны и на 17-й тарелке составляет порядка 3 %. Сравнение да] и результатов численного эксперимента показало их удовлетворительное совпадение. Разница данных расчета и эксперимента не превышает 7%. Важно отметить, что варьирование в достаточно широком интервале управляющих параметров установки практически не изменило места расположения тарелки с максимальной концентрацией н-пентана.

В четвертой главе поставлена и формализована задача оптимизации

действующих разомкнутых и замкнутых (с рециклами) систем ректификационных колонн, которая сформулирована как задача структурно-параметрического синтеза, предложен подход, на основе которого разработаны метод и алгоритм ее решения.

Концентрация изопрена • дистилляте К 20, масс, доли , 8 8 I Й 3 09 2 о.ве ^ % :, 0.« & 8 1" 1 ю\ 0.62 22

. / /

/

/

96 99 100 101 1 Температура • кубе К-20а, *С —•— Концентрации изопрена ■ дистилляте К-20, масс, доли ••■«— Концентрация изопрена • сырце, масс, догм

Рисунок 3 - Влияние температуры куба К-20а на качество разделения

нных хроматографического анализа

>>

Х-

;

/ /

/

0.0535 0,067 0,0805 0,094 0,1075 Содержанка н-г»итаиа Вы бокового отбора, масс, долм -»-Расчетные данный * Э«спе[мцаитаг»ше датые_

Рисунок 4 - Содержание н-пентана на тапелках колонны К-20

Задача была поставлена следующим образом: найти такие значения поисковых переменных (режимов работы оборудования и оптимальных номеров тарелок ввода питания и подачи рециклов в колонны), при которых выбранный критерий оптимальности примет минимальное значение при выполнении наложенных ограничений.

Формализованная постановка задачи имеет следующий вид:

Ф= min ХФ'{х',и>) (1)

<p;(xi,ui,m'F,m'L) = 0, j = l,...,N, i = 1,...,/?,, m'F e7y, m[ eLJ (2)

Fip -Dp = 0, F"p - W" = 0, F'p -S" = 0, Qiq -D' =0, Q'" -W = 0,

где у - номер ректификационной колонны; х' ,и' - переменные состояния и управляющие переменные в у -ой ректификационной колонне; т!Р, т[, п/ -номера тарелок питания, тарелки ввода рецикла и число тарелок в У-ой ректификационной колонне, соответственно; I - множество возможных тарелок питания в j -ой ректификационной колонне; - множество тарелок в у-ой ректификационной колонне, на которые подаются рецикловые потоки; (р1{х',и') — математическая модель у-ой колонны в системе; Ф'{х' ,и') - эксплутационные затраты на у-ой ректификационной колонне; ограничения типа неравенств (3) — проектные ограничения; уравнения (4) -соотношения, характеризующие структуру системы ректификационных колонн, где Д IV, 5, (2 - потоки питания, дистиллятов, кубовых продуктов, боковых отборов, рециклов соответствующих колонн; у = ,

у,,г,,= 1,...,^, у,р,д = 1,...,^ - номера колонн; N - число колонн в

рассматриваемой системе. Данная задача является задачей смешанного дискретно-непрерывного нелинейного программирования, в которой управляющие переменные установки являются непрерывными, а тарелки подачи питания и ввода рециклов в колонны дискретными поисковыми переменными.

По условиям задачи, из всего множества возможных тарелок ввода питания и рециклов для каждой колонны может быть выбрана только одна.

(3)

0I? -S' = 0,

j,'r,>s, = , j„,rp,sp =1,...,N, j,p,q = \,...,N

(4)

Для решения поставленной задачи в работе предлагается новый подход, основанный на совместном использовании методов ветвей и границ (ВГ) и структурных параметров. Основной сложностью применения метода ветвей и границ, является поиск нижней оценки критерия оптимальности. Стандартный подход перехода от дискретных переменных к непрерывным в данном случае не приемлем, так как номера тарелок ввода питания колонн не могут принимать нецелые значения. В работе предложен новый подход к определению нижней оценки критерия оптимальности метода ветвей и границ. Обозначим номер тарелки питания_/-ой (у = 1,..., N) ректификационной колонны в —С

системе как т', где N - число колонн в системе. Для каждой колонны в системе имеется множество I) возможных

Рисунок 5 - Распределенная подача питания

номеров тарелок питания. Таким образом, для у-ой колонны выполняется условие т' е / .

Для поиска оптимальных тарелок питания колонн используем структурные параметры и преобразуем задачу к следующему виду.

Поставим делитель потока на входе в каждую колонну (рис. 5). Этот

делитель будет подавать часть а' (г = ) потока на 1-ую тарелку

питания ) -ой ректификационной колонны где Яу - число возможных

тарелок питания у'-ой ректификационной колонны. При этом должно выполняться условие:

I«/=1 (5)

а/=0или1, ¡е/, (6)

0, /«/, (7)

Условия (5) - (7) гарантируют, что поток питания ву'-ой колонне будет подан только на одну тарелку, номер которой принадлежит множеству /у.

Для получения нижней оценки критерия оптимальности в методе ВГ заменим условия целочисленности (5) - (7) следующими:

I а{ = 1 (8)

О < аг/ < 1, / е I)

(9)

се/=0, Ш) (10)

В результате такой замены поставленная задача становится обычной задачей нелинейного программирования.

Поскольку допустимая область непрерывной задачи с условиями (8) -(10) включает в себя допустимую область дискретной задачи с условиями (5) - (7), то решение непрерывной задачи дает нижнюю оценку критерия оптимальности задачи с дискретными переменными.

Разовьем предлагаемый подход для случая, когда в колонну подается больше одного потока питания. Для этого делители потоков необходимо устанавливать на каждом входном потоке в колонну, в результате чего в

условиях (5) - (7) а/ - доля потока, подаваемого на 1-ую тарелку у'-ой ректификационной колонны заменяется на ог/; - доля потока, подаваемого на ;-ую тарелку /-ой ректификационной колонны от 1-го делителя. В этом случае, множество возможных номеров тарелок питания у'-й колонны I]

будет заменено на /., - множество возможных тарелок питания колонны, на

которые подается поток от 1-го делителя.

В данной постановке, на к-й итерации метода ВГ будет производиться дробление множества У*, потенциальных тарелок питания у'-ой

ректификационной колонны, на которые подаются потоки от 1-го делителя. В ходе ветвления будет осуществляться переход от одного делителя колонны к другому. При выполнении условия, что для каждого делителя у-ой колонны будут определены по одной оптимальной тарелке подачи питания, произойдет переход к ветвлению тарелок делителя следующей колонны в системе.

Алгоритм решения задачи описанным методом представлен на рисунке 6. N - число колонн в системе; к - номер итерации; е - малая величина; 7]° - большая величина; = {/° ,у = 1,А^}. Мк - множество значений

нижних оценок вершин. На начальной итерации М°={А°}. $ -множество значений верхних оценок вершин, на начальной итерации <2°={Л°}. А° - начальная вершина графа ветвлений. Н - количество вершин, для которых нужно вычислить нижние и верхние оценки. 77*,, ¡л\, — верхняя и нижняя оценки вершины А*., соответственно. - множество вершин подлежащих ветвлению на к -ой итерации. На начальной итерации

={Л,0}. р - допустимый номер тарелки питания из множества номеров г = [т/2], т = , через [а] обозначено целое число, меньшее чем а, ближайшее к нему; величина / - число номеров в множестве ]. Поиск

завершается при выполнении условия невозможности дальнейшего дробления г = 1, т.е. для каждой колонны будет определена оптимальная

тарелка питания, либо при выполнении условия 177Д* - /4* |< £' 177/«* I •

Задаем исходные данные N,£ = 0, е, Я = 1, 5:

1° = {/;,у=1,лг>. м° = (А°). 6° = И0}. 5"=(д°>

X

Решение задач (1Ь(4), (8)-<Ю); ОН*)» (5Н7) для вершин А/ 1 = 1 ,Н получаем

Для всех >], i =1, и *Гт'п (П°уП\)>пР11 £ = 0;

]тт(7*~',77*,7*Х при к > 0.

: (а,"} е

| да для м"

м1 5*

1

м'. = ШШЙ'^/Д: {Л.*} с 5'

5'

'/•'у = ^ --.Рг)

.....ря) г «[т/2]

т = я = 2

Рисунок 6 - Алгоритм решения задачи предложенным методом

Эффективность предложенного метода была проверена на примере оптимизации узла разделения газов пиролиза производства Этилен-200 ОАО «Казаньоргсинтез».

В пятой главе на основе предложенного метода решена задача дискретно-непрерывной оптимизации узла разделения изопрен-изоамиленовой фракции. В поставленной задаче управляющие параметры установки, оказывающие существенное влияние на критерий оптимальности (суммарные удельные энергозатраты) и качество разделения, были выбраны в качестве непрерывных, а номера тарелок питания колонн в качестве дискретных поисковых переменных. Задача поиска энергосберегающего режима работы установки была поставлена следующим образом: найти такие значения поисковых переменных, при которых критерий оптимальности примет минимальное значение, при выполнении ограничений на качество

разделения (х^20 < 0,01, > 0,86), минимальные и максимальные

значения поисковых переменных. Где , х^5 - содержания изопрена в дистиллятах колонн К-20, КЗ 5 соответственно.

Критерий оптимальности имеет следующий вид:

"Г - Шва<)а ' \ вода + Ьвода + Ьвода + ^вода > + Ч пар ' К^пор + ^ пар + Ь пар ) + Чгор.в '(Стрл) + Ч '(6изопрен)]^ &

изопрен ' (Н)

где цвода - цена промышленной воды, руб/м3; I/ - цена греющего пара, руб/Гкал; цгорв - цена горячей воды, руб/м3; цэ - цена электроэнергии,

руб/кВтч; вЩ, - расход воды, используемой для

охлаждения в холодильнике Т-19, в конденсаторе Т-58, в дефлегматорах колонн К-20, К-35, соответственно, м3/час; в™, в™ -

количество тепла, затрачиваемого в кипятильниках колонн К-20а, К-

35, соответ-ственно; О™, -

расход горячей воды в теплообменник Т-71 для нагрева потока рецикла из К-35 в К-20а, Гкап/час; С^опреи - расход потока изопрена-рецикла, подаваемого в колонну К-20а, кг/час.

541,8- Л 528,6 У

544,5* л2

524.3 Л

О 543,5* 530,2

.1 54«,2* 526,4

515,

517,3* л' 517,3 1

Рисунок 7 -

\ 545,8* 2.526,1 \ л 3 536.7* 4^2 525.1

V а4 528,6* \> 523,4 .5515,2* "¿513,3

¿6519,4* А2 516,3

Граф ветвления задачи

Ход решения задачи представлен на рис. 7. На графе рисунка 7, знак «*», означает верхнюю оценку критерия оптимальности соответствующей вершины, числа без обозначения - нижние оценки. Значения технологических параметров в рабочем и оптимальном режимах, представлены в таблице 1. Из приведенных результа-тов следует, что полученный оптимальный режим позволяет сэкономить суммарные удельные энергозатраты на 8,7%, а суммарный расход энергии на 13% при выполнении наложенных ограничений. Отметим, что найденный оптимальный режим был получен за 28 решений задачи оптимизации по непрерывным переменным, при этом простой перебор потребовал бы 128 расчетов оптимизационной процедуры.

Таблица 1 - Значения параметров установки в рабочем и оптимальном

режимах

Наименование поисковой переменной Размерность Рабочий режим Оптимальный режим

Температура катализата 1 в К-20 °С 45 90

Температура катализата 2 в К-20а °С 54 90

Температура ДМФА в К-20 °с 49 55

Температура куба К-20а °с 101 99,8

Расход бокового отбора К-35 (рецикла) кг/ч 22000 20000

Расход флегмы в К-20 кг/ч 61000 61000

Расход флегмы в К-35 кг/ч 30000 31000

Расход ДМФА в К-20 кг/ч 216000 230000

№ тарелки подачи ДМФА 18 18

№ тарелки подачи катализата 2 в К-20а 38 18

№ тарелки питания колонны К-35 34 25

№ тарелки ввода рецикла из К-35 в К-20а 68 1 76

Наименование выходной переменной Результаты расчета

Расход дистиллята К-20 кг/ч 22630 21744

Содерж. изопрена в дистилляте К-20 масс. д. 0,027 0,009

Производительность по изопрену сырцу кг/ч 13927 14813

Содерж. изопрена в сырце масс. д. 0,86 0,86

Удельные энергозатраты усл. руб/т 564,9 515,2

Суммарный расход энергии гкал/час 38,8 33,7

На основе разработанного алгоритма получены оптимальные статические характеристики исследуемой установки, позволяющие

прогнозировать оптимальное введение процесса при изменении

поступающих на разделение составов катализатов первой и второй стадий.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен системный анализ установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции. На построенной модели ХТС исследовано влияние режимных переменных и тарелок ввода питания и рециклов на суммарные удельные энергозатраты, производительность установки и качество разделения.

2. Выявлена тарелка колонны К-20 с максимальным содержанием н-пентана в изоамиленовой фракции. Частичный отбор парового потока с данной тарелки позволит значительно уменьшить содержание н-пентана в дистилляте колонны К-20.

3. Поставлена и формализована задача оптимизации действующих систем ректификационных колонн, которая сформулирована как задача структурно-параметрического синтеза сложных систем, для решения которой было решено использовать метод ветвей и границ.

4. Разработан подход к определению нижней оценки критерия оптимальности метода ветвей и границ в задаче выбора оптимальных тарелок питания системы ректификационных колонн.

5. На основе предложенного подхода разработан метод решения задачи выбора оптимальных тарелок питания и ввода рецикловых потоков колонн с одновременной оптимизацией установки по режимным переменным. Проверка работоспособности разработанного метода на примерах оптимизации промышленных установок разделения показала его высокую эффективность по критерию быстродействия.

6. С применением разработанного метода дискретно-непрерывной оптимизации сформулирована и решена задача оптимизации установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции. Найдены оптимальные режим работы установки и номера тарелок ввода питания и рецикловых потоков в колонны, обеспечивающие снижение суммарных энергетических затрат на 8,7% (5,1 Гкал/ч).

7. Получены оптимальные статические характеристики исследуемой установки, позволяющие прогнозировать оптимальное ведение процесса при изменении поступающих на разделение составов катализатов первой

• и второй стадий дегидрирования.

Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях

Публикации в ведущих научных рецензируемых журналах,

рекомендованных ВАК:

1. Островский Г.М. Выбор оптимальных тарелок питания в замкнутой системе ректификационных колонн / Г.М. Островский, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, Д.А. Рыжов // ТОХТ. - 2008. - Т. 42. - № 4. -С. 401-412.

2. Зиятдинов H.H. Поиск энергосберегающих режимов работы установки разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / H.H. Зиятдинов, Д.А. Рыжов, Т.В. Лаптева, В.А. Курбатов // Вестник Казанского технол-го ун-та - 2009. - № 6. - С. 249 - 258.

3. Зиятдинов H.H. Поиск и исследование оптимальных режимов работы установки разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / H.H. Зиятдинов, Д.А. Рыжов, В.А. Курбатов // Вестник Казанского технол-го ун-та - 2010. -№ 7. - С. 315 - 321.

Публикации в сборниках трудов конференций:

1. Островский Г.М. Выбор оптимальных тарелок питания в системе ректификационных колонн / Г.М. Островский, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, Д.А. Рыжов // Математические методы в технике и технологиях. Сб. трудов 19-й Международ, науч. конф. - Воронеж, 2006. - Т. 2. - С. 22-24.

2. Зиятдинов H.H. Дискретно-непрерывная оптимизация замкнутой системы газоразделения / H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, Д.А. Рыжов, Г.М. Островский // Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности. Сб. трудов 2-й Международ, науч. конф. - Саратов, 2007. - Т.2 - С. 47-51.

3. Рыжов Д.А. Модификация метода ветвей и границ для решения задачи дискретно-непрерывной оптимизации замкнутой химико-технологической системы / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, Г.М. Островский II Современные проблемы прикладной математики и математического моделирования. Сб. трудов 2-й Международ, науч. конф. - Воронеж, 2007. - С. 170-171.

4. Рыжов Д.А. Компьютерное моделирование замкнутой химико-технологической системы для решения задачи дискретно-непрерывной оптимизации / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, Г.М. Островский П Компьютерное моделирование в химической технологии. Сб. трудов 3-й Международ, науч. конф. -Черкасск, 2008. - С. 87-88.

5. Богула Н.Ю. Метод UNSIDE-OUT для расчета однократного испарения / Н.Ю. Богула, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, Г.М. Островский, Д.А. Рыжов // Математические методы в технике и технологиях. Сб. трудов 21-й Международ, науч. конф. - Саратов, 2008.-Т. 5.-С. 187-188.

6. Рыжов Д.А. Оптимизация установки газоразделения продуктов пиролиза / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, Г.М. Островский // Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология. Сб. трудов 2-й Всероссийской, студенческой науч. конф. - Казань, 2008. -С. 273275.

7. Рыжов Д.А. Оптимизация режимов работы установки разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, В.А. Курбатов // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений. 4-е кирпичниковские чтения. Сб. трудов 12-й Международ, науч. конф. - Казань, 2008. - С. 12 - 13.

8. Рыжов Д.А. Исследование статических характеристик и поиск энергосберегающих режимов работы узларазделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена 7 Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, В.А. Курбатов, O.A. Мазурин // Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности. Сб. трудов 3-й Международ, науч. конф. - Казань, 2008.-С. 329-330.

9. Рыжов Д.А. Исследование статических характеристик узла разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, C.B. Антонов // Восточноевропейский журнал передовых технологий. - Киев, 2010. - №2 - С. 46-49.

10. Рыжов Д.А. Выбор оптимальных тарелок питания системы ректификационных колонн при множестве потоков поступающих на разделение / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, Г.М. Островский // Математические методы в технике и технологиях. Сб. трудов 21-й Международ, науч. конф. - Саратов, 2008. - Т. 2. - С. 90-92.

11. Зиятдинов H.H. Исследование возможностей повышения эффективности производства изопрена / H.H. Зиятдинов, Д.А. Рыжов, Т.В. Лаптева, В.А. Курбатов // Математические методы в технике и технологиях. Сб. трудов 23-й Международ, науч. конф. -Саратов, 2010. - Т. 11. - С. 22-24.

12. Рыжов Д.А. Моделирующие программы в оптимизации стационарных режимов технологических процессов / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, В.А. Курбатов // Математические методы в технике и технологиях. Сб. трудов 19-й Международ, науч. конф. - Воронеж, 2006. - Т. 10. - С. 227-228.

13. Антонов C.B. Дискретно-непрерывная оптимизация колонны разделения пропан-пропиленовой фракции / C.B. Антонов, Д.А. Зотеева, Д.А. Рыжов // Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология. Сб. трудов 2-й Всероссийской студенческой науч. конф. - Казань, 2008. - С. 275276.

14. Зотеева Д.А. Сравнительный анализ методов оптимизации установки ректификации / Д.А. Зотеева, C.B. Антонов, Д.А. Рыжов Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология. Сб. трудов 2-й Всероссийской, студенческой науч. конф. - Казань, 2008. -С. 275-276.

15. Рыжов Д.А. Исследование статических характеристик установки разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, O.A. Мазурин // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений. 4-е кирпичниковские чтения. Сб. трудов 12-й Международ, науч. конф. - Казань, 2008. - С. 13 - 14.

16. Рыжов Д.А. Моделирование и оптимизация режимов работы узла разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, Т.В. Лаптева, В.А. Курбатов, Н.Ю. Богула // Математические методы в технике и технологиях. Сб. трудов 22-й Международ, науч. конф. - Псков, 2009. - Т. 10. - С. 7981.

Заказ _Тираж 100 экз.

420015, г. Казань, ул. К. Маркса д.68 Офсетная лаборатория Казанского государственного технологического университета

Введение.

Глава 1. Современное состояние задач системного исследования« и оптимизации ректификационных установок.

1.1. Актуальность решения задачи системного исследования установки разделенияизопрен-изоамиленовой фракции.:.

1.1.1. Установка разделения изопрен-изоамиленовой, фракции — как сложная химико-технологическая система.

1.1.2. Задачи системного анализа ректификационных установок.

1.2. Математические модели процессов ректификации.

1.3. Методы выбора оптимальных тарелок ввода питания в ректификационных колоннах.

1.4. Структурно-параметрическая оптимизация ректификационных установок.

1.4.1 Формализованная постановка задачи структурно-параметрической оптимизации.

1.4.2 Дискретно-непрерывная оптимизации химико-технологических систем как многоуровневая процедура.

Постановка задачи исследования.

Глава 2. Построение компьютерной модели ХТС установки экстрактивной ректификации изопреновой фракции.

2.1. Описание технологической схемы.

2.2. Постановка задачи компьютерного моделирования установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции.

2.3. Выбор математических моделей термодинамических свойств потоков и аппаратов ХТС.

2.3.1. Термодинамические свойства компонентов и их смесей.

2.3.2. Ректификационные колонны.

2.3.3. Теплообменное оборудование.

2.4. Построение компьютерной модели ХТС.

2.5. Идентификация математических моделей ректификационных колонн.

Выводы.

Глава 3. Системный анализ установки,экстрактивной ректификации изопреновой фракции.

3.1. Исследование системных связей и законов функционирования установки.

3.1.1. Исследование влияния управляющих параметров установки на качество разделения и суммарные удельные энергозатраты.

3.1.2. Исследование влияния номеров тарелок питания и ввода рециклов колонн установки на качество разделения и суммарные удельные энергозатраты.

3.2. Исследование возможности снижения содержания н-пентана в1 изоамиленовой фракции.

3.2.1. Анализ возможности вывода н-пентана из колонны выделения изоамиленовой фракции.

3.2.2. Анализ влияния управляющих параметров установки на положение-тарелки бокового отбора н-пентана из колонны выделения изоамиленовой фракции.

3.2.3. Оценка энергетической,эффективности бокового отбора н-пентана из колонны выделения изоамиленовой фракции.

Выводы.

Глава 4. Разработка метода выбора оптимальных тарелок подачи питания и ввода рециклов в системе ректификационных колонн.

4.1. Постановка и формализация задачи.

4.2. Разработка метода выбора оптимальных тарелок питания в системе ректификационных колонн с одновременной оптимизацией* установки на основе метода ветвей и границ.

4.2.1*. Разработка подхода для определения нижней границы критерия. оптимальности,при одном потоке питания колонны.

4.2.2. Развитие предлагаемого подхода для случая нескольких вводов1 питания в колонны.

4.3. Разработка алгоритма решения задачи на основе метода ветвей и границ.

Выводы.

Глава 5. Дискретно-непрерывная оптимизация ХТС установки экстрактивной ректификации изопреновой фракции.

5.1. Постановка задачи оптимизации. Выбор критерия, поисковых переменных и ограничений.

5.2. Решение задачи оптимизации.

5.3. Исследование эффективности предлагаемого метода.

5.4. Обсуждение результатов оптимизации.

5.5. Построение оптимальных статических характеристик.

Выводы.

Как известно, основные- энергозатраты в нефтехимии приходятся, на процессы разделения [1-4]. К числу одних из наиболее энергоемких процессов^ разделения« относятся процессы экстрактивной ректификации, которые нашлиг широкое применение8 в производстве изопрена методом* двухстадийного дегидрирования* изопентана- [5, 6]~ Среди стадий- данного производства по* энергоемкости выделяется установка экстрактивного разделения« изопрен-изоамиленовой фракции:

За многие десятилетия промышленной эксплуатации установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции претерпевали множество реконструкций, что сделало актуальными задачи системного исследования и поиска энергосберегающих режимов работы данных установок [7-9]. При, этом известно, что существенное влияние на энергозатраты оказывают номера тарелок ввода питания и рецикловых потоков в колонны, [10-16]: Одним из эффективных подходов, к решению данной задачи4 является применение методов системного анализа, опирающихся на современные методы оптимизации технологических процессов [17-22]. Поиск энергосберегающих режимов работы рассматриваемой установки в, данной постановке является задачей дискретно-непрерывной оптимизации. Из-за дискретности номеров тарелок ввода питания решение рассматриваемой задачи, как правило, сводится к простому перебору возможных вариантов ввода питания* в колонны и решению для каждого из них задачи оптимизации по непрерывным переменным. Однако, решение задачи для системы ректификационных колонн, включающей множество возможных тарелок ввода питания и подачи рецикловых потоков в колонны, является крайне трудоёмким. Таким образом, системные исследования, связанные с поиском энергосберегающих режимов работы установок разделения изопрен-изоамиленовой фракции, включающие разработку эффективных методов, оптимизации систем^ ректификационных колонн, являются актуальной задачей!

Дели работы

Системный-: анализ и поиск энергосбёрегающих режимов работы установки разделения; изопрен-изоамиленовой фракции« производства изопрена на основе: разработанного» метода дискретно-непрерывной оптимизации системы ректификационных колонн.

Задачи исследования

• Построение компьютерной модели; установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции;.

• системный анализ статических характеристик объекта исследования и выбор на их основе поисковых переменных задачи дискретно-непрерывной оптимизации;

• исследование возможности уменьшения нежелательных примесей в продуктовых потоках установки;

• разработка подхода к определению нижних оценок критерия оптимальности в методе ветвей; и границ при выборе оптимальных тарелок питания ректификационных колонн;

• разработка метода выбора оптимальных тарелок подачи питания и ввода рецикловых потоков в системе ректификационных колонн на основе метода ветвей и границ с одновременной оптимизацией режимов работы установок ректификации;

• с применением разработанного метода выбор оптимальных тарелок питания с одновременной оптимизацией режимов работы установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции;

• исследование оптимальных статических характеристик объекта исследования.

Научная новизна работы

• На компьютерной модели проведены исследования системных связей, и законов функционирования установки экстрактивного разделения изопрен-изоамиленовой. фракции, позволившие определить параметры технологического^ процесса, оказывающие наиболее'существенное влияние на технико-экономические показатели процесса; в результате системного анализа установки выявлена тарелка колонны» К-20 с максимальным содержанием н-пентана в изоамиленовой фракции;

• поставлена и формализована задача оптимизации, действующей системы ректификационных колонн как задачи оптимального структурно-параметрического синтеза;

• предложен новый подход к определению нижних оценок критерия оптимальности в методе ветвей' и границ при выборе оптимальных тарелок питания;

• предложен* новый эффективный метод структурно-параметрической оптимизации, основанный на определении. номеров оптимальных тарелок питания и тарелок ввода рецикловых потоков, с одновременной оптимизацией режимов работы установок ректификации позволяющий, найти точное решение и существенно сократить время решения задачи.

Практическая значимость

• Построена компьютерная^ модель установки' экстрактивного разделения изопрен-изоамиленовой фракции; позволяющая исследовать системные связи и законы функционирования установки в целом;

• разработан алгоритм выбора номеров оптимальных тарелок питания и ввода рецикловых потоков в системе ректификационных колонн, с одновременной оптимизацией режимов работы установок разделения;

• с использованием разработанного метода решена задача дискретно-непрерывной оптимизации промышленной установки экстрактивного

разделения изопрен-изоамиленовой фракции, что позволило сократить удельные энергозатраты установки на 8,7 % (5,1 Гкал/ч); результаты решения задачи переданы ЗАО «Нефтехимсервис» (Москва) для дальнейшего внедрения.на производстве; получены оптимальные статические характеристики исследуемой установки, которые могут быть использованы для оптимального управления процессом при'изменении составов катализатов; поступающих на разделение; эффективность предложенного метода проверена на примере решения задачи оптимизации узла разделения газов пиролиза производства Этилен-200 ОАО «Казаньоргсинтез». Найденный режим работы установки позволил сократить удельные энергозатраты на 3,1 % (2,3 Гкал/ч); положения, разработки и научно-практические рекомендации^ кандидатской диссертации использованы в учебном процессе СПбГТИ (ТУ) при проведении занятий по дисциплинам: «Системный анализ химической технологии» и «Моделирование систем».

Достоверность полученных результатов подтверждается: использованием в расчетах современных средств математического моделирования и методов оптимизации; решением задачи1 идентификации математических моделей ректификационных колонн установки по данным промышленного эксперимента в различных режимах работы установки; выбором наиболее точного метода расчета констант фазового равновесия путем сравнения расчетных данных, полученных различными методами, с данными эксперимента;

Личный вклад автора: построение и идентификация по результатам промышленного эксперимента компьютерной модели установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции;

• разработка алгоритма решения задачи дискретно-непрерывной оптимизации системы ректификационных колонн;

• апробация разработанного алгоритма на примере оптимизации промышленных установок газоразделения;

• исследование системных связей; и законов функционирования; оптимизация! установки разделения изопрен-изоамиленовой фракции.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной« работы докладывались и обсуждались на конференциях: Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ-19 (Воронеж, 2006 г.), ММТТ-20 (Ярославль, 2007 г.), ММТТ-21 (Саратов, 2008 г.), ММТТ-22 (Псков, 2009 г.), ММТТ-23 (Саратов, 2010 г.); Международной научной конференции «Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности» ЛЭРЭП-2 (Саратов, 2007 г.); ЛЭРЭП-3 (Казань, 2008 г.); II Международной научной конференции «Современные проблемы прикладной математики и математического моделирования» (Воронеж, 2007 г.); III Международной научной конференции «Компьютерное моделирование в химической технологии» (Черкасск, 2008 г.); II Всероссийской студенческой научной конференции «Интенсификация-тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (Казань 2008 г.); XII Международной, научной конференции «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений» (Казань, 2008 г.); Научных сессиях КГТУ (КХТИ) (Казань, 2007-2011 г.г.); II Международной научной конференции «Компьютерное моделирование в химической технологии и устойчивое развитие» (Киев, 2010 г.).

Данная работа была удостоена: заключения Государственного' контракта по программе фонда Бортника «Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2008»; премии конкурса 50 лучших инновационных идей для республики Татарстан в номинации «Молодежный инновационный проект»; диплома в номинации «Эффективное использование современных методов научного исследования в работе» в рамках 12-й Международной научной конференции «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений».

Работа выполнена по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в Российской Федерации — «Энергетика и энергосбережение».

Публикации.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 19 научных работах, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 164 страницах основного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы из 166 наименований и приложений на 33 страницах. Работа содержит 120 рисунков и 15 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен; системный анализ; установки , разделения, изопрен-изоамиленовой фракции. На построенной« модели« ХТС исследовано влияние режимных переменных; m тарелок ввода« питания5 m рециклов« на суммарные удельные: энергозатраты, производительность установки и качество разделения. ;

2. Выявлена тарелка: колонны К-20 с: максимальным; содержанием н-пентана в изоамиленовош фракции. Частичный отбор парового? потока с данной^ тарелки^ позволит значительно» уменьшить содержание н-пентана в дистилляте колонны К-20.

3: Поставлена и формализована задача оптимизации действующих систем ректификационных колонн, которая сформулирована как задача структурно-параметрического синтеза сложных систем, для решения которой было решено использовать метод ветвей и границ:

4. Разработан подход к определению нижней оценки: критерия* оптимальности метода, ветвей и границ в задаче выбора оптимальных тарелок питания системы ректификационных колонн.

5; На основе предложенного; подхода разработан метод решения <задачи; выбора оптимальных тарелок питания и ввода рецикловых потоков; колонн с одновременной1 оптимизацией? установки по режимным переменным. Проверка работоспособности разработанного метода^ на примерах оптимизации промышленных установок, разделения! показала' его высокую эффективность по критерию быстродействия.

6. С применением разработанного метода дискретно-непрерывной оптимизации сформулирована и решена задача- оптимизации; рассматриваемого^ технологического объекта: Найдены оптимальные режим работы установки и номера тарелок вводам питания и рецикловых потоков в колонны,, обеспечивающие снижение суммарных энергетических, затрат на; 8,7% (5,1 Гкал/ч).

7. Получены оптимальные статические характеристики исследуемой установки, позволяющие прогнозировать оптимальное ведение процесса при изменении поступающих на разделение составов катализатов первой и второй стадий дегидрирования.

1. Комиссаров Ю.А. Научные основы процессов ректификации: Т.1. Учебное пособие для вузов / Ю.А. Комиссаров, JI.C. Гордеев, Д.П. Вент. Под-ред: JI.A. Серафимова. М.: Химия, 2004. - 270 с.

2. Лаптев А.Г. Основы расчета и модернизации тепломассообменных установок в нефтехимии / А.Г. Лаптев, М.И; Фарахов, Н.Г. Минеев. — Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2010. — 574 с.

3. Комиссаров Ю.А. Научные основы процессов ректификации: Т.2. Учебное пособие для вузов / Ю.А. Комиссаров, Л.С. Гордеев, Д.П. Вент. Под ред. Л.А. Серафимова. М.: Химия, 2004.

4. Захаров М.К. Анализ процесса бинарной ректификации с учетом энергопотребления / М.К. Захаров // Химическая технология. 2008i Т. 9. №4. С. 177- 182.

5. Тимошенко A.B. Комплексы экстрактивной ректификации, включающие сложные колонны с частично связанными тепловыми« и материальными потоками / A.B. Тимошенко, Е.А. Анохина, Л.В. Иванова // ТОХТ. 2005. Т. 39. № 5. С. 491 - 498.

6. Кирпичников П. А. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука: Учеб. пособие для вузов / Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова. — 2-е изд., перераб. — Л.: Химия, 1986.-224 с.

7. Кантарджян С.Л. Технико-экономическая оптимизация типовых процессов производства CK и латексов: тематический обзор. Серия «Промышленность CK» / С.Л. Кантарджян. М.: ЦНИИТЭ-нефтехим, 1976. -56 с.

8. Павлов С.Ю. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука / С.Ю. Павлов: Л.: Химия, 1987. - 232 с.

9. Бальзамов. Д.С. Система энерготехнологического комбинирования высокотемпературного! участка дегидрирования изоамиленов в изопрен / Д.С. Бальзамов, И.А. Конахина // Вестник Казан, гос. энергетического ун-та. — 2010.' № 1. С. 16 — 25.

10. Голованов' M.JI. Разработка энергосберегающей« технологии, ректификации продуктов каталитического крекинга: автореф; дисс. кан. техн. наук / M.JI. Голованов. М.*, 2007.

11. Семёнов И.А. Энергосбережение в процессах* ректификации на примере разделения* бутиловых спиртов: автореф. дисс. кан. техн. наук / И.А. Семёнов, Ангарск, 2007.

12. Лисицын Н.В. Исследование процесса ректификации в производстве бутана: метод, указания / Н.В. Лисицын, В.И. Федоров. СПб, СПБГТИ (ТУ), 2004.-27с.

13. Платонов В.М. Разделение многокомпонентных смесей / В.М. Платонов. — М.: Химия, 1965.

14. Петлюк Ф.Б. Многокомпонентная ректификация: теория и расчет. / Ф.Б. Петлюк, Л.А. Серафимов. -М.: Химия, 1983.

15. Багатуров М.Н. Основы теории и расчета« перегонки w ректификации / М.Н. Багатуров. -М.: Химия, 1974.

16. Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии / И.Н. Дорохов В.В1 Меньшиков. М.: Наука, 2005. - 584 с.

17. Кафаров В1В. Анализ и синтез химико-технологических систем: учеб. для вузов / В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин. М.: Химия, 1991. — 432с.

18. Закгейм А.Ю. Общая химическая технология. Введение- в. моделирование-химико-технологических процессов,/ А.Ю. Закгейм. М.: Логос, 2010:-304 с.

19. Фарахов М.И; Энергосберегающие модернизации установок разделения^ и очистки газов и жидкостей на предприятиях топливно-энергетического комплекса: автореф. дисс:. докт. техн. наук. Казань, 2008.

20. Павлов С.Ю: Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука / С.Ю. Павлов. Л.: Химия, 1987. - 232 с.

21. Коган, В.Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация / В.Б. Коган. -Л.: «Химия», 1971.-432 с.

22. Павлов С.Ю. Процессы выделения и очистки бутадиена / С.Ю. Павлов,

23. A.Н. Бушин, В.А. Степанова. -М.: ЦНИИТЭнефтехим,1971.- 88 с.

24. Павлов С.Ю. Процессы,выделения и очистки изопрена / С.Ю. Павлов,

25. B.Н. Короткова, Т.В'. Калмыкова. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1972. - 78 с.

26. Павлов С.Ю. Процессы выделения и очистки стирола // С.Ю. Павлов, В'.А. Горшков Ю.А. Комаров. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1985. 82 с.

27. Кирпичников П.А. Химия и технология синтетического каучука / П.А. Кирпичников, JI.A. Аверко-Антонович, Ю.О; Аверко-Антонович. — JL: Химия, 1987. 424 с.

28. Башкатов Т.В. Технология синтетических каучуков / Т.В. Башкатов, Я.Л. Жигалин. JIi: Химия, 1987. - 360 с.

29. Огородников'С.К. Производство-изопрена / С.К. Огородников, Г.С. Идлис. Л.: Химия, 1973. - 296 с.

30. Вацулик П. Химия мономеров: перевод с чешского / А.А. Артемьев, Б.Н. Вольфсон. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. - 738 с.

31. Гартман Т.Н. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов: учеб. пособие для вузов / Т.Н. Гартман, Д.В. Клушин. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006: - 416 с.

32. Анисимов И.В. Математическое моделирование и оптимизация ректификационных установок / И.В. Анисимов В.И. Бодров, В.Б. Покровский. М.: Химия, 1975. - 216 с.

33. Grossmann I.E., Floudas С.А. Active constraints • strategy for flexibility analysis in chemical processes. Сотр. Chem. Eng. 1987; vll: p675-693.

34. Halemane K.P., Grossmann I.E. Optimal Process Design under Uncertainty. AIChE Journal 1983; v29: p.425-433.

35. Swaney R.E., Grossmann I.E. An index for operational flexibility in chemical process design. AIChE Journal 1985; 31(4): p.621.

36. Островский F.M. Технические системы в условиях неопределенности: анализ гибкости и» оптимизация: учебное пособие / Г.М. Островский, Ю.М. Волин. -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. 319с.

37. Дворецкий С.И: Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов%и оборудования / С.И. Дворецкий, А.Ф. Егоров, Д.С. Дворецкий Тамбов: Изд-во Тамбов, гос. технич. ун-та, 2003. - 224 с.

38. Островский Г.М. О гибкости химико-технологических процессов / Г.М. Островский, Ю.М. Волин, М.М. Сенявин, Е.И. Барит // ТОХТ. - 1994. Т. 28. С. 54.

39. L. Armijo. Minimization? of functions having Lipschitz continuous first partial derivatives. Pacific Journal of Mathematics, (16):l-3, 1996.

40. Raspanty G.G., Bandoni JiA., Biegler L.T. New strategy for flexibility analysis and design under uncertainty. Сотр.' Chem. Eng. 2000; 24: 2193-2209.

41. Ierapetritou M.G. New Approach for Quantifying process Feasibility: Convex and l.D Quasi-convex regions. AIChE Journal 2001; 47: 1407-1947.

42. C.A. Floudas, Z.H. Giimiis and M.G. Ierapetritou. Global Optimization in Design under Uncertainty: Feasibility Test and Flexibility Index Problems. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2001, Volume: 40 Issue: 20 Pages: 4267-4282.

43. Kister, Henry Z, Distillation troubleshooting. John Wiley & Sonc, Inc., Hoboken, New Jersey, 2006. 714 p.

44. Фрэнке, P. Математическое моделирование в химической технологии / Р. Фрэнке. М.: Химия, 1971. - 272 с.

45. Лаптев А.Г. Конструирование и модернизация аппаратов разделения и очистки веществ в нефтехимии / А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов, Н.Г. Минеев // Химическая техника. 2009. - №4. - С. 26-29.

46. Deen N.G., Solberg Т., Hjertager В.Н. Numerical Simulation of the GasLiquid Flow in a Cross-sectioned Bubble Column // 14й1 Int. Congr. Of Chem. And Process Eng. Praha; Aug. 27-13. 2000. - P. 1 - 18.

47. Холоднов В. А. Математическое моделирование и оптимизация химико-технологических процессов / В.А. Холоднов, В.П. Дьяконов, E.H. Иванова, JI.C. Кирьянова. СПб:: AHO НПО «Профессионал», 2003. - 480 с.

48. Тимофеев* B.C. Принципы технологии основного- органического» и нефтехимического синтеза: учеб. пособие для вузов / B.C. Тимофеев, JI.A. Серафимов. 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 2003. - 536 с.

49. Гумеров' Ас.М. Математическое моделирование химико-технологических процессов: учебное пособие / Ас. М. Гумеров, Н.Н; Валеев, Аз. М. Гумеров, В.М. Емельянов. Казань: Изд-во Казан, гос. технол. ун-та, 2006.-216 с.

50. Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: в 2-х ч. Ч. 1 / Пер. с англ. A.B. Беспалова, А.П. Жукова, В.В. Паукова под ред. B.C. Бескова // С. Уэйлес М.: - 1989. - 304 с.

51. Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: в 2-х ч. Ч. 2 / Пер. с англ. A.B. Беспалова, А.П. Жукова, В.В. Паукова под ред. В:С. Бескова //С. Уэйлес М.: - 1989. - 360 с.

52. Клинов А. В., Новый центральный межмолекулярный потенциал для описания термодинамических свойств жидкостей и газов // Вестник Казанского технологического университета. 2005. - №1. - С.183-189. / .

53. Дьяконов С.Г. Гидродинамические и массообменные характеристики регулярной насадки рулонного типа / С.Г. Дьяконов, М.И. Фарахов, В.В.

54. Елизаров // Тепло- и массообмен в химической технологии: тез. докл. Всерос. науч. конф. Казань, 2000. - 135 с.

55. Ламб Г. Гидродинамика: в 2 т. / Г. Ламб. Москва - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2003.

56. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. М.: ОООТИД "Альянс", 2004. - 753 с.

57. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: 4.1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты / Ю.И. Дытнерский. -М.: Химия, 1995. 400 с.

58. Тимонин A.C. Справочник т.1. Основы конструирования' химико-технологического оборудования / A.C. Тимонин. — Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002. 852 с.

59. Калекин B.C. Процессы и аппараты химической технологии: Массообменные и механические процессы / B.C. Калекин. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. 4.2. - 200 с.

60. Попов Д.М. Разделение многокомпонентных смесей при фазовых превращениях «жидкость-пар»: автореф. дисс. докт. техн. наук / Д.М. Попов. Казнь, 1991.

61. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования / И.А. Александров. — М.: Химия, 1978.

62. Rahman Khaledi and P. R. Bishnoi. A Method for Modeling Two- and Three-Phase Reactive Distillation Columns. Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 6007 6020.

63. Rahman Khaledi and P. R. Bishnoi. A Method for Steady-State Simulation of Multistage Three-Phase Separation Columns. Ind. Eng. Chem. Res. 2005, 44, 6845 6855.

64. Lorenz T., Biegler. Nonlinear Programming: concepts, algorithms and application to chemical processes. Society for industrial and Applied Mathematics and the Mathematical Optimization Society, 2010.

65. Boston, J.F. Inside-out algorithms for multicomponents separations process calculations. In Computer Applications to-Chemical Engineering, Squires and Reklaitis (eds.), ACS Symposium.Series 124, 32, 1980.

66. Сучков Б.А. Упрощенный метод расчета ректификации сложных систем/Б.А. Сучков//ТОХТ. 1976. Т. 10. № 1.С. 25.

67. Гальцов, A.B. Термодинамически оптимальные условия многокомпонентной ректификации / A.B. Гальцов, В.П. Майков // ТОХТ. 1973. Т. 7. -№2.-С. 170-173.

68. Яровенко Д. JI. Справочник по производству спирта: Сырье, технология и технохимконтроль / Д. JI. Яровенко, Б. А. Устинииков, Ю. П. Богданов, С. И. Громов. М.: Легкая и пищевая промыш-ть, 1981. —336 с.

69. Островский Г.М: Мётоды оптимизации химико-технологических процессов: учебное- пособие / Г.М. Островский; Ю.М. Волин, H.H. Зиятдинов: М.: КДУ, 2008. - 424 с.

70. Charlotte Hug, Agnès Front, Dominique Rieu, Brian Henderson. Sellers A method to build information systems engineering process metamodels. The Journal of Systems and Software 82 (2009) 1730-1742.

71. Matthias Jarke, Manfred Jeusfeld and Tthîomas Rose. A software process data model for knowledge engineering in information systems. Information, Systems Vol. 15, No. l,pp. 85-1 16, 19901

72. Холоднов В.А. Системный анализ и математическое моделирование статических режимов химико-технологических объектов управления; на основе учета структуры уравнений математического описания: автореф. дисс. док. техн. наук/В.А. Холоднов. СПб: 1995. - 40 с.

73. Химико-технологические системы. Синтез, оптимизациям управление / Под ред. И.И. Мухленова. JL: Химия, 1986. - 424с.

74. Анисимов А.В. Метод расчета химико-технологических систем с обратными потоками / А.В. Анисимов, B.C. Тимофеев.// Теор. основы хим. технол. 1994, том 28, №6, с. 605-612.

75. Tavast R., Roose А. In: Proceedings of the Symposium "Computers in the Design and Evectoon of Chemical Plants", 1975, v. 1, p. 443-450.

76. Umeda T., Nishio M. Ind. Eng. Chem. Proc. Des. Develop., 1972, v. 11, №2, p. 153-161.

77. Численные методы условной оптимизации / под общ. ред. Гилла Ф. и Мюррей У. М.: Мир, 1977.- 292 с.

78. Тьюрсон Р. Разреженные матрицы / Р.Тьюрсон. — Мир, 1977. 184 с.

79. Stadtherr M. A. Maintaining sparsity in process design calculations.-AIChE J., 1979, 25 (4), p. 609-615.

80. Hidalgo R. S., Correa A.V., Gomez A.M. An1 optimal arrangement of simultaneous linearized equations for general systems of interlinked, multistaged separators. AIChE J., 1980, 26(4), p.- 585-593.

81. Дэннис Дж. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений: пер. с англ. / Дж: Дэннис, Р. Шнабель. М.: Мир, 1988.-440 с.

82. Р:А>. Clark and A.W. Westerberg. Bilevel Programming for Steady State Chemical Process Design I. Comput. Chem. Eng., 14:87 97, 1990

83. T.F. Coleman and A.R. Conn. On the Local Convergence of a* QuasiNewton Method for the Nonlinear Programming Problem. SIAM J. Nummer. Anal., 21:755-769, 1984.

84. Стренг Г. Линейная алгебра и ее применения / Г.Стренг: пер. с англ под ред. Г.И. Марчука. М., Мир, 1980. - 454 с.

85. Ортега Дж. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными / Дж. Ортега, В. Рейнболт — М.: Мир, 1975.-560 с.

86. Broyden C.G. // J. Inst. Maths. Appl. 1970. - V. 6. - № 3. - P. 222-237.

87. ASPEN PLUS. User Guide. Aspen Tech. Ten Canal Park Cambridge. Massachusetts, 1995., Provision with PRO/II. User Guide. Los-Andgeles: Simulation Sci. Inc., 1994

88. Базара M. Нелинейное программирование: Теория и алгоритмы: пер. с англ / М. Базара, И. Шетти. М.: Мир, 1982. - 583 с.

89. Островский Г.М. Алгоритмы оптимизации химико-технологических процессов / Г.М. Островский, Т.А. Бережинский, А.Р. Беляева. — М., Химия, 1978.-296 с.

90. Гилл Ф. Практическая оптимизация: пер. с англ. / Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт. М.: Мир, 1985. - 509 с.110: Chemstations. CHEMCAD Version 6.2.2 Электрош ресурс. Режим-доступа: http://www.chemstations.com/content/documents/CHEMCADfeatureslist.pdf.

91. Aspentech, Электрон; ресурс. Режим доступа:, http://www.aspentech.com/WorkArea/DownloadAsset.aspx?id=2 Г47488953 <

92. HoneywelL Электрон. ресурс. Режим доступа: http://hpsweb.honeywell.com/Cultures/en-US/Products/ControlApplications/ simulation/UniSimOptimization/ default.htm

93. Kravanja Z. Modeling, simulation, optimization in process design and synthesis // Chem. and Biochem. Eng.— T.17, Quart. № 1. 2003. — P.l-3.

94. Кафаров В.В. Основы автоматизированного проектирования химических производств / В.В. Кафаров, В.Н. Ветохин. — М.: Наука, 1987. — 623 с.

95. Pho T.K., Lapidus L. Synthesis of optimal heat exchanger networks by tree searching algorithms. — AIChE Journal, 1973, v. 19, p. 1182.

96. Ravimoham A.B., Grossmann I;E. Of chemical reactor networks; with respect to flow configuration. J. Optim. Theory Applies, 1971, v. 8, p. 204-211. 123 . Masso A.H., Rudd D.F. The synthesis of system designs. - AIChE Journal, 1969, v. 15, p. 10 -17.

97. Raman R., I. Grossmann. Integration of logic and heuristic knowledge in MINLP optimization for process synthesis. Сотр. Chem. Eng., 1993, v. 16, № 3, p. 155.

98. Raman R., I. Grossmann. Symbolic integration of logic in mixed — integer linear programming techniques ; for process synthesis. — Сотр. Chem. Eng., 1993, v. 17, № 9, p. 9041

99. Raman Rl, I. Grossmann. Modeling and computational techniques for logical based integer programming. — Сотр. Chem. Eng., 1994, v. 18, № 7, p. 563.

100. Майков В TIL Синтез оптимальной структуры ректификационных систем / В.П. Майков // ТОХТ. 1974 Т. 8. № 3. - С. 435 - 441.

101. Майков В.П. Уравнения для декомпозиции ректификационных систем без рециклов / В.П. Майков // ТОХТ. 1975 Т. 9. № Г. - С. 104 - 112.

102. Кафаров В.В. Синтез оптимальных схем ректификации многокомпонентных смесей методом динамического, программирования / В:В. Кафаров, Ф.Б. Петлюк // ТОХТ. 1975. Т. 9. № 2. - С. 262 - 269:

103. Кафаров. В.В. Стратегия! синтеза сложных схем ректификации многокомпонентных смесей / В.В: Кафаров,- А.И. Бояринов // Автоматизация химических производств. НИИТЭХИМ* 1975. Вып. 6. С. 36 - 41.

104. Косунов О.А. Синтез-схем ректификации-многокомпонентных смесей: автореф. дис. канд. техн. наук / О.А. Косунов. — М.: МХТИ, 1976. 171 с. • 134'. Кристофидес Н. Теория графов / Н. Кристофидес. М.: Мир, 1978. 432 с.

105. Umeda Т., Hirai F., Ichikawa A. Synthesis of optimal processing systems by an itegrated approach. Chem. Eng. Sci., 1972, v. 27, p. 795-804.

106. Kocis G:R., Grossmann I.E. A modeling decomposition strategy for the MINLP optimization of process flowsheets. Сотр. Chem. Eng., 1989,v v. 13, p. 797.

107. Grossmann-I.E. Mixed-integer programming approach for the synthesis of integrated process flowsheets. Сотр. Chem. Eng., 1985, v. 9, p. 463.

108. Островский Г.М. Синтез химико-технологических систем методом структурных параметров / Г.М. Островский, Н.Н. Зиятдинов, Т.В. Борисевич // ТОХТ, 1997, т. 31. С. 88-97.

109. Renon, Н. Local composition in thermodynamic excess function for liquid mixture / H. Renon, J.M: Praustniz // AIChE Journal. 1968. №14. P. 135 - 144.

110. Marina, J.M. Effective local compositions in phase equilibrium correlations / J.M. Marina, D.P. Tassios // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1973. №12. P. 67-71.

111. Renon, H. Estimation of parameters for the NRTL equation for excess Gibbs energies of strongly non-ideal liquid mixtures / H. Renon, J.M. Praustniz // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1969. №8. P. 413 - 419:

112. Лапова T.B. Химическая кинетика и равновесие: учебное пособие / Т.В. Лапова И.А. Курзина Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2007. — 103 с.

113. Рабинович В.А. Краткий химический справочник / Под ред. A.A. Потехина, А.И. Ефимова // В.А. Рабинович, З.Я. Хавин. Л.: Химия, 1991. -432 с.

114. Каневец Г.Е. Обобщенные методы расчета теплообменников / Г.Е. Каневед. Киев: Наук, думка, 1979. — 352 с.

115. Дьяконов С.Г. Определение эффективности массообменных устройств на основе сопряженного физического и математического, моделирования / С.Г. Дьяконов, В.И. Елизаров, А.Г. Лаптев // ТОХТ. 1992. Т.26. №1. - С. 33-42.

116. Дьяконов С.Г. Теоретические основы и моделирование процессов разделения веществ / С.Г. Дьяконов, В.И. Елизаров, А.Г. Лаптев Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1993.

117. Лаптев А.Г. Проектирование и модернизация аппаратов разделения в нефте- и газопереработке / А.Г. Лаптев, Н.Г. Минеев, П.А. Мальковский — Казань: «Печатный двор», 2002.

118. Лаптев А.Г. Модели пограничного слоя и расчет тепломассообменных процессов / А.Г. Лаптев. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2007.

119. Елизаров Е.В. Методология проектирования и реконструкции промышленных аппаратов разделения и превращения углеводородов: дисс. докт. техн. наук / Е.В. Елизаров. Казань, 2010.

120. Зиятдинов Н. Hl Программный комплекс расчета и оптимизации химико-технологических систем: учеб. пособие / Hl Н. Зиятдинов,- В; М. Емельянов, Т. Г. Назарова. — Казан, гос. технол. ун-т. — Казань, 1996. — 64 с.

121. Зиятдинов H.H. Поиск энергосберегающих режимов работы установки разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / H.H. Зиятдинов, ДА. Рыжов, В1А. Курбатов // Вестник КГТУ 2009. № 6. - С. 249-258.

122. Зиятдинов H.H. Исследование возможностей повышения эффективности производства изопрена / H.H. Зиятдинов, Д.А. Рыжов, Т.В. Лаптева,

123. B.А. Курбатов Математические методы в технике и,технологиях. Сб. трудов' 23-й Международ, науч. конф. — Саратов, 2010. Т. 11. - С. 22-24.159; Баннов И.Г. Процессы переработки нефти Ч: 1. / П.Г. Баннов. М., 2000.-224 с.

124. Рыжов Д.А. Исследование статических характеристик узла разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / Д.А. Рыжов, H.H. Зиятдинов, C.B. Антонов // Восточно-европейский журнал передовых технологий. Киев, 2010. - №2 - С. 46 - 49.

125. Зиятдинов H.H. Поиск и исследование оптимальных режимов работы установки разделения изоамилен-изопреновой фракции производства изопрена / H.H. Зиятдинов, Д.А. Рыжов, В.А. Курбатов // Вестник КГТУ 2010. — № 7. — С. 315 321