1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теоретические основы химической технологии
  4. T. 57, № 4, 2023

Теоретические основы химической технологии, 2023, T. 57, № 4, стр. 467-478

Методы оптимизационной термодинамики в процессах ректификации

А. М. Цирлин a, *, А. И. Балунов a, И. А. Сукин a, А. М. Васильев a

a Ярославский государственный технический университет
Институт программных систем им. А.К. Айламазяна РАН
Ярославль, Россия

* E-mail: tsirlin@sarc.botik.ru

Поступила в редакцию 21.05.2023
После доработки 30.05.2023
Принята к публикации 05.06.2023

Аннотация

Изложены результаты использования методологии оптимизационной термодинамики для математического описания и оптимизации процессов ректификации. Рассмотрены задачи построения множества реализуемых режимов для колонн, разделяющих бинарную и многокомпонентную смесь, выбор порядка разделения многокомпонентной смеси, целесообразность использования разделяющего агента, выбор температуры и точки ввода питания, оптимизации параллельных и последовательных систем колонн ректификации. Получены расчетные формулы для производства энтропии и коэффициентов теплопередачи в кубе и в дефлегматоре колонны.

Ключевые слова: ректификация, термический коэффициент полезного действия, четкое разделение, предельная производительность, минимальные затраты теплоты

Список литературы

  1. Новиков И.И. Эффективный коэффициент полезного действия атомной энергетической установки // Атомная энергия. 1957. № 11. С. 409–412.

  2. Curzon F.L., Ahlborn B. Efficiency of a Carnot engine at maximum power output // Am. J. Phys., 1975. V. 43. № 22. P. 22–24.

  3. Berry R.S., Kasakov V.A., Sieniutycz S., Szwast Z., Tsirlin A.M. Thermodynamic Optimization of Finite Time Processes. Chichester: Wiley, 1999.

  4. Chen L., Wu C., Sun F. Finite time thermodynamic optimization or entropy generation minimization of energy systems // J. Non-Equilib. Thermodyn., 1999. V. 24. P. 327–359.

  5. Tsirlin A.M., Mironova V.A., Amelkin S.A., Kazakov V.A. Finite-time thermodynamics: Conditions of minimal dissipation for thermodynamic process with given rate // Phys. Rev. E., 1998. V. 58. № 1. P. 215–223.

  6. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1981. 384 с.

  7. Петлюк Ф.Б., Серафимов Л.А. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет. М.: Химия, 1983.

  8. Балунов А.И., Майков В.П. Энтропия и информация в теории ректификации // Известия ВУЗов: Химия и химическая технология, 2003. Т. 46. № 9. С. 54–67.

  9. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.: Химия, 1987. 400 с.

  10. Holland C.D. Fundamentals of Multicomponent Distillation. McGraw-Hill, 1981.

  11. Kister H.Z. Distillation Design. New York: McGraw-Hill, 1992.

  12. Tsirlin A.M., Balunov A.I., Sukin I.A. Estimates of energy consumption and selection of optimal distillation sequence for multicomponent distillation // Theor. Found. Chem. Eng., 2016. V. 50. № 3. P. 258–267.

  13. Tsirlin A.M., Sukin I.A., Balunov A.I., Schwalbe K. The Rule of Temperature Coefficients for Selection of Optimal Separation Sequence for Multicomponent Mixtures in Thermal Systems // J. Non-Equilib. Thermodyn, 2017. V. 42. № 4. P. 359–369.

  14. Tsirlin A.M., Mazikov A.A. Thermodynamic indicators of the perfection of heat exchange systems // J. Eng. Phys. Thermophys., 2023. V. 96. № 3. P. 516–531.

  15. Розоноэр Л.И., Цирлин А.М. Оптимальное управление термодинамическими системами // Автоматика и телемеханика, 1983. № 1. С. 70–79; № 2. С. 88–101; № 3. С. 50–64.

  16. Zaeva M.A., Tsirlin A.M., Sukin I.A. Influence of the Kinetics of Heat and Mass Transfer in a Binary-Rectification Column on the Realizability Range of its Regimes // J. Eng. Phys. Thermophys., 2018. V. 91. P. 515–530.

  17. Зиятдинов Н.Н., Островский Г.М., Емельянов И.И. Построение системы теплообмена при реконструкции и синтезе оптимальных систем ректификационных колонн // Теоретические основы химической технологии. 2016. Т. 50. № 2. С. 184–193.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теоретические основы химической технологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал