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://journal-vniispk.ru/0040-3571/article/view/138523
DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357123040164
EDN: https://elibrary.ru/VKFXLF
ID: 138523

Цитировать

Полный текст

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.