Синтез цифрового эквивалента АСУ процессом дегидрирования этилбензола

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В статье рассмотрены основные этапы эволюции математической модели, физико-химических стадий каталитического дегидрирования этилбензола в производстве стирола. Представлены новые структурные элементы математической модели, описывающие теплообменные и химические процессы, протекающие при дегидрировании этилбензола. Введение дополнительных математических зависимостей позволило снизить количество структурных и параметрических неопределенностей ранее известных моделей кинетики дегидрирования. Создана система логически взаимосвязанных моделей как основа цифрового эквивалента автоматизированной системы управления процессом. Описан синтез цифрового эквивалента системы предиктивного управления в рамках концепции модельно-ориентированного проектирования. Предложена методика синтеза иерархических моделей химико-технологических систем. Выполнена программная эмуляция автоматизированной системы управления исследуемого процесса. Приведены результаты компьютерной реализации цифрового эквивалента в виде прогнозных траекторий изменения параметров состояния технологического процесса, реакционной среды и катализатора.

About the authors

А. П. Попов

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Email: karolga@mail.ru
Russian Federation, Воронеж

С. Г. Тихомиров

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Email: karolga@mail.ru
Russian Federation, Воронеж

С. Л. Подвальный

Воронежский государственный технический университет

Email: karolga@mail.ru
Russian Federation, Воронеж

О. В. Карманова

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Author for correspondence.
Email: karolga@mail.ru
Russian Federation, Воронеж

В. К. Битюков

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Email: karolga@mail.ru
Russian Federation, Воронеж

О. Г. Неизвестный

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Email: karolga@mail.ru
Russian Federation, Воронеж

References

  1. Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии. Л.: “ХИМИЯ”, 1975. С. 3.
  2. Боровков А.И., Гамзикова А.А., Кукушкин К.В., Рябов Ю.А. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности. Краткий доклад (сентябрь 2019 г.). СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019.
  3. Боровков А.И. Цифровые двойники в условиях четвертой промышленной революции // Connect. Мир информационных технологий. 2021. № 01–02. С. 50.
  4. Gao L., Jia M., Liu D. Process Digital Twin and Its Application in Petrochemical Industry // J. Soft. Eng. Appl. 2022. V. 15. P. 308.
  5. Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии. Л.: “ХИМИЯ”, 1975. С. 75.
  6. Лебедев И.В., Иванов С.И., Сафаров Р.Р., Меньшутина Н.В. Цифровые двойники пористых структур аэрогелей с использованием клеточно-автоматного подхода и кривых Безье // Теоретические основы химической технологии. 2023. Т. 57. № 4. С. 412.
  7. Шварц Д.Т. Интерактивные методы решения задачи многокритериальной оптимизации. Обзор // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 4. С. 245–264.
  8. Налетов В.А., Глебов М.Б. Методика эволюционного синтеза химико-технологических систем на основе информационного подхода // Химическая технология. 2010. Т. 11. № 4. С. 244–252.
  9. Мешалкин В.П., Флисюк О.М., Марцулевич Н.А., Гарабаджиу А.В. Теоретико-экспериментальный анализ изменения дисперсного состава частиц твердой фазы в технологических аппаратах // Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах. 2021. Т. 501. № 1. С. 32–36.
  10. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. М.: ООО “АльянсПринт”, 2020. С. 69.
  11. Flisyuk O.M., Martsulevich N.A., Meshalkin V.P., Garabadzhiu A.V. Mathematical modeling of changes in the dispersed composition of solid phase particles in technological apparatuses of periodic and continuous action // Mathematics. 2022. V. 10. № 6. https://doi.org/10.3390/math10060994
  12. Рыжова А.А., Зиятдинов Н.Н., Емельянов И.И. Метод синтеза оптимальной одностадийной системы теплообмена с разделением потоков // Вестник Технологического университета. 2022. Т. 25. № 3. С. 78–82.
  13. Битюков В.К., Жатова И.А., Алексеев М.В., Попов А.П. Разработка математической модели кинетики процесса дегидрирования этилбензола в двухступенчатом адиабатическом реакторе непрерывного действия // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2015. № 2 (64). С. 55.
  14. Попов А.П., Тихомиров С.Г., Подвальный С.Л., Неизвестный О.Г. Динамика каталитического разложения этилбензола в производстве стирола с учетом эндотермического эффекта и величин расхода сырья // Сб. тр. междунар. науч.-техн. форума: Современные технологии в науке и образовании – 2018. Т. 5. Рязань, 2018. С. 79.
  15. Подвальный С.Л., Попов А.П., Тихомиров С.Г., Карманова О.В., Неизвестный О.Г., Ковалева Е.Н. Исследование изменения состава этилбензольной шихты в реакторе производства стирола с учетом парциальных давлений реагентов // Теоретические основы химической технологии. 2020. Т. 54. № 6. С. 775.
  16. Шариков Ю.В., Шариков Ф.Ю. Системы управления с использованием математических моделей технологических объектов в контуре управления MathDesigner. 2016. № 1. С. 4.
  17. Тихомиров С.Г., Семенов М.Е., Хаустов И.А., Битюков В.К., Хвостов А.А., Карманова О.В., Попов А.П. Контроль и прогнозирование параметров качества полимеров в процессе их деструкции в растворе // Теоретические основы химической технологии. 2018. Т. 52. № 4. С. 466.
  18. Будылина Е.А., Гарькина И.А., Данилов А.М., Сухов Я.И. Некоторые подходы к анализу и синтезу сложных систем // Молодой ученый. 2013. Т. 57. № 10. С. 105.
  19. Джонс Д., Маккай Б. Модельно-ориентированное проектирование систем управления: моделирование и тестирование до реализации в аппаратуре // Control engineering Россия. 2013. Т. 47. № 5. С. 62.
  20. Талукдер Ю.З. Модельно-ориентированное проектирование систем автоматического управления в инженерном образовании // Научное обозрение. Технические науки. 2014. № 2. С. 174.
  21. Ильин В.Н., Лепёхин А.В. Исследование способов построения множеств равноценных альтернатив при проектировании радиоэлектронных устройств летательных аппаратов // Труды МАИ. 2013. № 71. C. 35.
  22. Сакулин С.А., Алфимцев А.Н. К вопросу о практическом применении нечетких мер и интеграла Шоке // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. С. 55.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences