Моделирование процессов производств поливинилхлорида и каустика, хлора и водорода электролитическим методом

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

В представленной работе описаны оригинальные компьютерные тренажерные комплексы, отличающиеся от известных цифровых двойников химико-технологических систем, разработанных в программных пакетах таких сред моделирования, как Aspen Plus, Visual Modeler, Unisim Design, HYSYS, ChemCad и др., тем, что математические модели были разработаны для конкретных процессов на основе фундаментальных законов и эмпирических соотношений. Предлагаемые комплексы могут быть использованы для определения способов интенсификации химико-технологических процессов, используя знания параметров технологических сред на “микроуровне”, полученных при моделировании. Описан цифровой двойник процесса полимеризации винилхлорида, позволяющий определять молекулярно-массовое распределение молекул полимера, с учетом распределения температуры полимер-мономерных частиц. Цифровой двойник процесса полимеризации винилхлорида позволяет определять физико-химические свойства поливинилхлорида в процессе полимеризации, будет способствовать проведению анализов режимов технологических процессов, прогнозировать изменение параметров при возникновении нештатных ситуаций, что повысит уровень безаварийности функционирования. Приведено описание цифрового двойника, моделирующего параметры электролизера в производстве едкого натра, хлора и водорода, в основу которого положена математическая зависимость вольт-амперной характеристики от температуры процесса. Использование цифрового двойника процесса электролиза производства едкого натра, хлора и водорода дает возможность моделировать технологические параметры работы электролизера, что позволяет устанавливать оптимальные режимы проведения технологических процессов и прогнозировать изменение параметров при возникновении нештатных ситуаций.

全文:

受限制的访问

作者简介

В. Мешалкин

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Email: eshulaeva@mail.ru
俄罗斯联邦, Москва

Е. Шулаева

Институт химических технологий и инжиниринга ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамаке

编辑信件的主要联系方式.
Email: eshulaeva@mail.ru
俄罗斯联邦, Стерлитамак

Ю. Коваленко

Институт химических технологий и инжиниринга ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамаке

Email: eshulaeva@mail.ru
俄罗斯联邦, Стерлитамак

Н. Шулаев

Институт химических технологий и инжиниринга ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамаке

Email: eshulaeva@mail.ru
俄罗斯联邦, Стерлитамак

参考

  1. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и синтез химико-технологических систем. М.: Химия, 1991.
  2. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1985.
  3. Кафаров В. В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1991.
  4. Кафаров В.В., Перов В.Л., Иванов В.А., Бобров Д.А. Системный подход к оптимальному проектированию химико-технологических систем // Теорет. основы хим. технологии. 1972. Т. 6. № 5. С. 908.
  5. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии. СПб.: ХИМИЗДАТ, 2009.
  6. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Кольцова Э.М. Системный анализ процессов химической технологии. Энтропия и вариационные методы неравновесной термодинамики в задачах химической технологии. М.: Наука, 1988.
  7. Дозорцев В.М. Компьютерные тренажеры для обучения операторов технологических процессов. М.: СИНТЕГ, 2009.
  8. Шулаева Е.А. Совершенствование технологических производств на основе моделирования процессов химических технологий: монография. Уфа: Изд-во “Нефтегаз. дело”, 2018.
  9. Коваленко Ю.Ф., Шулаева Е.А., Шулаев Н.С. Применение поливинилхлорида для нанокомпозитов (анализ и оптимизация показателей качества) // Нанотехн-ии в строит-ве. 2023. Т. 15. № 6. С. 519. [Kovalenko Ju.F., Shulaeva E.A., Shulayev N.S. Application of polyvinyl chloride for nanocomposites (analysis and optimization of quality indicators) // Nanotechnologies in construction. Eng. 2023. V. 15. № 6. P. 519.]
  10. Шулаева Е.А., Коваленко Ю.Ф., Шулаев Н.С. Имитационно-моделирующий комплекс технологического процесса неорганической химии (производство едкого натра, хлора и водорода электролитическим методом). Свид. о гос. рег. пр. для ЭВМ № 2017661819 РФ. 2017.
  11. Шулаева Е.А., Коваленко Ю.Ф. Моделирование и расчет технологической аппаратуры производства поливинилхлорида суспензионным способом. Свид. о гос. рег. пр. для ЭВМ № 2024667117 РФ. 2024.
  12. Shulaeva E.A., Shulayev N.S., Kovalenko Ju.F. Modeling of the process of electrolysis production of caustic, chlorine and hydrogen // International Conference on Information Technologies in Business and Industry 2016 IOP Publishing IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 803. 2017. 012148.
  13. Павлюкевич Н.В. Введение в теорию тепло- и массопереноса в пористых средах // Сб. тр. Ин-т тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАНБ. Минск, 2003. С. 140.
  14. Павлов В.П., Кулов Н.Н., Керимов Р.М. Совершенствование химико-технологических процессов на основе системного анализа // Теор. основы хим. техн. 2014. Т. 48. № 2. С. 131.
  15. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтеперерабатывающей технологии. 3-е изд. М.: Химия, 1987.
  16. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: 4-е изд., перераб. и доп.: учеб. пособие для хим. фак. ун-тов под ред. А.А. Аскадского. М.: Научный мир, 2007.
  17. Ульянов В.М., Гуткович А.Д., Шебырев В.В. Технологическое оборудование производства суспензионного поливинилхлорида: Монография. Н. Новгород, 2004.
  18. Получение и свойства поливинилхлорида. Под ред. Е.Н. Зильбермана. М.: Химия, 1968.
  19. Якименко Л.М., Пасманик М.И. Справочник по производству хлора, каустической соды и основных хлорных продуктов. М.: Химия, 1976.
  20. Афанасьева Р.А. Новые направления в производстве хлора, каустической соды и конструирования электролизеров // Хим. технология. 2006. № 3. С. 18.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Interactive mnemonic diagram of the simulation and modeling complex.

下载 (517KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Dependence of heat flow on polymerization time at initiator (trigonox) concentrations: 0.065 wt.% of VX, 0.077 wt.% of VX and 0.10 wt.% of VX.

下载 (19KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Regulation of temperature change of the reaction mass by the chilled water supply valve.

下载 (257KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependence of temperature deviation in a polymer drop on radius at different initiator concentrations.

下载 (15KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependence of the average molecular weight of the polymer on temperature.

下载 (10KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Dependence of the volume fraction of molecules with different molecular weights at different concentrations of the initiator.

下载 (21KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Dependence of current strength on the electrolyzer on temperature at fixed values ​​of interelectrode distances and a voltage of 3.65 V.

下载 (15KB)
索引源数据
9. Fig. 8. Specific energy consumption G for chlorine and caustic soda.

下载 (14KB)
索引源数据
10. Fig. 9. Specific energy consumption G for hydrogen.

下载 (13KB)
索引源数据
11. Fig. 10. Dependence of voltage on the electrolyzer on temperature at fixed current values ​​and an interelectrode distance of 5 mm.

下载 (11KB)
索引源数据
12. Fig. 11. Simulation complex “Stage of electrolysis of production of caustic soda, chlorine and hydrogen”.

下载 (553KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024