Воронеж, Воронежская область, Россия
сотрудник
Воронеж, Воронежская область, Россия
Россия
УДК 661.723.612 CH2=CH(Hlg)
В работе представлено решение проблемы разработки информационно-управляющей системы процессом пиролиза пропанона, являющегося основным источником получения ацетилкетена, который широко используется при синтезе лекарственных средств и пищевых добавок, инсектицидов и фунгицидов, лакокрасочных изделий. Разработана математическая модель процесса пиролиза пропанона в змеевиках трубчатых печей, учитывающая передачу тепла в реакционной зоне пирозмеевика посредством радиационного излучения от стен раскаленных шахт. Поставлена и решена задача идентификации кинетических параметров модели пиролиза на основе экспериментальных данных, полученных на объекте. Поставлена и решена задача статической оптимизации процесса пиролиза пропанона, заключающаяся в максимизации селективности процесса. Программный пакет выполнен на языке C#, который поддерживают многие SCADA – системы. В качестве оптимизатора использовали метод конфигураций Хука-Дживса в сочетании с методом штрафных функций. Разработано техническое, информационное и программное обеспечение информационно-управляющей системы процесса. Для разработки информационно-управляющей системы использовали программное обеспечение SCADA – системы RSView32. Оно позволяет реализовать визуализацию, накопление и архивирование технологических параметров. Главной формой представления информации служит мнемосхема процесса пиролиза, остальные формы вызываются из мнемосхемы нажатием соответствующих виртуальных кнопок.
Пиролиз пропанона, информационно-управляющая система, моделирование, оптимизация, проектирование, информационные технологи.
1. Лапшина, М.Л. Адаптация декомпозиционного подхода к проблемам согласования оптимальных планов / М.Л. Лапшина, А.С. Черных, Н.Ю. Юдина // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. - 2017. - № 3 (18). - С. 17.
2. Математическое моделирование промышленных процессов пиролиза бензина в трубчатых печах / Д.В. Арапов, С.Г. Тихомиров, С.Л. Подвальный [и др.] // Теоретические основы химической технологии. - 2018. - Т. 52, № 6. - С. 649-662. - DOI:https://doi.org/10.1134/S0040357118060039.
3. Арапов, Д.В. Оптимизация пиролизных печей типа SRT-VI крупнотоннажной этиленовой установки / Д.В. Арапов // Теоретические основы химической технологии. - 2020. - Т. 54, № 2. - С. 244-256. - DOI:https://doi.org/10.31857/S0040357120010017.
4. Mathematical model of large-tone pyrolysis installations in production of ethylene / D.V. Arapov, S.G. Tikhomirov, S.L. Podvalny, V.A. Kuritsyn // Journal of Physics. Conference Series. - 2019. - Т. 1202. - С. 012024. - DOI:https://doi.org/10.1088/1742-6596/1202/1/012024.
5. An experimental and detailed kinetic modeling study of the pyrolysis and oxidation of DMF over a wide range of conditions / L. Liang [et al.] // Combustion and Flame. - 2022. - Vol. 245. - C. 112314. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2022.112314.
6. Tereza, A.M. Self-ignition and pyrolysis of acetone behind reflected shock waves / A.M Tereza, S.P. Medvedev, V.N. Smirnov // Acta Astronautica. - 2020. - Vol. 176. - Pp. 653-661. - DOIhttps://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.03.045.
7. Mora, T. Finite Rate Reaction Mechanism Adapted for Modeling Pseudo-Equilibrium Pyrolysis of Cellulose / T. Mora // Processes. - 2022. - Vol. 10(10). - C. 2131. - DOI:https://doi.org/10.3390/pr10102131.
8. Substitution reactions in the pyrolysis of acetone revealed through a modeling, experiment, theory paradigm / D.P. Zaleski [et al.] // Journal of American Chemical Society. - 2021. - Vol. 143(8). - Pp. 3124-3142. - DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.Oc11677.
9. Experimental and theoretical study on acetone pyrolysis in a jet-stirred reactor / D. Yu [et al.] // Fuel. - 2018. - Vol. 234. - Pp. 1380-1387. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.08.020.
10. Liu, Y. Effect of acetone content on the preparation period and curing/pyrolysis behavior of liquid policarbosilane / Y. Liu, X. Liu, P. Xu // Applied sciences. - 2020. - Vol. 10(21). - C. 7607. - DOI:https://doi.org/10.3390/app10217607.
11. Christensen, M. Laminar burning velocity of diacetyl + air flames. Further assessment of combustion chemistry of ketene / M. Christensen, A.A. Konnov // Combustion and Flame. - 2017. - Vol. 178. - Pp. 97-110. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2016.12.026.
12. Kotkowski, T. Acetone adsorption on CO2 - activated type pyrolysis char - Thermogravimetric analysis / T. Kotkowski, R. Cherbanski, E. Molga // Chemical and Process Engineering. - 2018. - 39(2). - Pp. 233-246. - DOI:https://doi.org/10.24425/122946.
13. Бодров, В.И. Выбор эффективной системы управления печами пиролиза с учетом множества состояний функционирования / В.И. Бодров, Ю.Л. Муромцев, В.Н. Шамкин // Теоретические основы химической технологии. - 1987. - Т. 21, № 4. - С. 530.
14. Kulik, T. Catalytic pyrolysis of aliphatic carboxylic acids into symmetric ketones over ceria-based catalysts: kinetics, isotope effect and mechanism / T. Kulik, B. Palianytsia, M. Larsson // Catalysts. - 2020. - Vol. 10(2). - C. 179. - DOI:https://doi.org/10.3390/catal10020179.
15. Safarian, S. Development and comparison of thermodynamic equilibrium and kinetic approaches for biomass pyrolysis modeling / S. Safarian, M. Rydén, M. Janssen // Energies. - 2022. - Vol. 15. - C. 3999. - DOI:https://doi.org/10.3390/en15113999.
16. Influence of minor impurities of acetone on soot formation in acetylene shock wave pyrolysis / A.V. Drakon [et al.] // XXXVI International Conference on Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter (IIEFM 2021). - Elbrus, Kabardino-Balkaria, 2021. - C. 127.
17. Korus, A. Physicochemical properties of biochars prepared from raw and acetone-extracted pine wood / A. Korus, A. Sziek, A. Samson // Fuel Processing Technology. - 2019. - Vol. 185. - Pp. 106-116. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2018.12.004.
18. Influence of fuel bound oxygen on soot mass and poliaromatic hydrocarbons during pyrolysis of ethanol, methyl acetat, acetone and diethyl ether / Z.A. Khan, P. Hellier, N. Ladommatos, A. Almaleku // Proceedings-Thiesel 2022 Conference on Thermo-and Fluid Dynamics of Clean Propulsion Powerplants. - 2022. - Pp. 1-14. - DOI:https://doi.org/10.4995/Thiesel.2022.632801.
