Methods of Optimization Thermodynamics in Distillation Processes

A. M. Tsirlin; Цирлин А. М.; A. I. Balunov; Балунов А. И.; I. A. Sukin; Сукин И. А.; A. M. Vasilyev; Васильев А. М.

doi:10.31857/S0040357123040164

Методы оптимизационной термодинамики в процессах ректификации

Авторы: Цирлин А.М.¹, Балунов А.И.¹, Сукин И.А.¹, Васильев А.М.¹
Учреждения:
1. Ярославский государственный технический университет Институт программных систем им. А.К. Айламазяна РАН
Выпуск: Том 57, № 4 (2023)
Страницы: 467-478
Раздел: Статьи
Статья опубликована: 01.07.2023
URL: https://cardiosomatics.ru/0040-3571/article/view/652877
DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357123040164
EDN: https://elibrary.ru/VKFXLF
ID: 652877

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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

Новиков И.И. Эффективный коэффициент полезного действия атомной энергетической установки // Атомная энергия. 1957. № 11. С. 409–412.
Curzon F.L., Ahlborn B. Efficiency of a Carnot engine at maximum power output // Am. J. Phys., 1975. V. 43. № 22. P. 22–24.
Berry R.S., Kasakov V.A., Sieniutycz S., Szwast Z., Tsirlin A.M. Thermodynamic Optimization of Finite Time Processes. Chichester: Wiley, 1999.
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.
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.
Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1981. 384 с.
Петлюк Ф.Б., Серафимов Л.А. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет. М.: Химия, 1983.
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.
Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.: Химия, 1987. 400 с.
Holland C.D. Fundamentals of Multicomponent Distillation. McGraw-Hill, 1981.
Kister H.Z. Distillation Design. New York: McGraw-Hill, 1992.
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.
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.
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.
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.
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.
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.