основы проектирования хим произв дворецкий

Авторами разработана методология (система принципов, способов организации и построения теоретической и практической деятельности при интегрированном проектировании) и формализована стратегия интегрированного проектирования промышленных энерго- и ресурсосберегающих гибких ХТП, оборудования и систем автоматического управления в условиях интервальной неопределенности физико-химических, технологических и экономических исходных данных, реализована многоэтапная итерационная процедура решения задач интегрированного проектирования гибких автоматизированных химических производств, предусматривающая: выбор типа, расчет конструктивных параметров и режимных переменных аппаратурно-технологического оформления химического производства; выбор класса, структуры и расчет настроечных параметров САУ; определение допустимой области изменения параметров сырья, технологических переменных и коэффициентов математической модели ХТС, в пределах которой обеспечивается оптимальное (в смысле безопасности, энерго- и ресурсосбережения и качества выпускаемой продукции) функционирование химического производства.

Значительное развитие в настоящем учебнике получили методы и алгоритмы решения одно- и двухэтапных задач стохастической оптимизации с «мягкими» (вероятностными) и смешанными ограничениями, возникающими при интегрированном проектировании и аппаратурно-технологическом оформлении промышленных энерго- и ресурсосберегающих гибких автоматизированных химико-технологических процессов и систем в условиях неопределенности.

Однако, несмотря на известные достижения в теории интегрированного проектирования гибких автоматизированных химико-технологических процессов и систем, остается немало проблем, связанных с экономичным вычислением математического ожидания (многомерного интеграла) в двухэтапных задачах, разработкой новых быстродействующих методов и алгоритмов решения двухэтапных задач при совместном проектировании гибких химико-технологических процессов, аппаратов, производственных систем и систем автоматического управления, задач планирования в условиях неопределенности, обеспечением устойчивости, надежности и робастности химико-технологических процессов, аппаратов и производственных систем. Эти вопросы требуют скорейшего разрешения, и мы призываем молодых ученых, аспирантов и студентов включиться в исследовательский процесс и внести свой вклад в разработку теоретических основ интегрированного проектирования энерго- и ресурсосберегающих гибких автоматизированных химических производств.

Авторами учебника особо подчеркивается, что разработкой проекта гибкого автоматизированного химического производства необходимо управлять. Целью управления служит получение оптимального проекта с минимальными затратами ресурсов (времени, средств и т.п.). Управление осуществляется выбором альтернатив, подлежащих проработке, определением «глубины проработки» выбранной

альтернативы, структуры и объема проводимых при этом экспертиз, расчетов и экспериментальных исследований.

В учебнике рассматривается новый подход к решению задач анализа и синтеза при проектировании гибких автоматизированных химических производств в условиях неопределенности. Отмеченные особенности носят объективный характер. Они, хотя и в разной степени, присущи практическому проектированию как «ручному» (с ограниченным использованием ЭВМ), так и автоматизированному (с использованием интегрированных CAD/CAM/CAE–систем, охватывающих основные этапы проектирования). Интегрированные САПР (CAD/CAM/CAE–системы) реализуют новую технологию проектирования, рассчитанную на широкое использование современной вычислительной техники, информатики, методов математического моделирования и оптимизации в условиях неопределенности исходных данных на ранних этапах проектирования. Фирмы, ведущие разработки технических объектов без применения САПР, методологии математического моделирования и оптимизации в условиях неопределенности могут оказаться неконкурентоспособными как вследствие больших материальных и временных затрат на проектирование, так и из-за неудовлетворительного качества проектов.

353

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Беркман Б. Е. Основы технологического проектирования производств органического синтеза. М.: Химия, 1970. 368 с.

2.Грекова И. Методологические особенности прикладной математики на современном этапе ее развития // Вопросы философии. 1976. № 6.

3.Основы проектирования химических предприятий и элементы систем автоматизированного проектирования / С. П. Рудобашта, Г. С. Кормильцин, А. А. Лапин, Э. Л. Тудоровский. М.: МИХМ, 1985. 80 с.

4.Основы проектирования химических производств / С. И. Дворецкий, Г. С. Кормильцин, В. Ф. Калинин. М.: Машиностроение-1, 2005. 180 с.

5.СНиП 11-01–95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

6.Тимофеев В. С., Серафимов Л. А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1992. 432 с.

7.Перевалов В. П., Колдобский Г. И. Основы проектирования и оборудование производств тонкого органического синтеза. М.: Химия, 1997. 288 с.

8.Новые технологии комплексной переработки метанола / М. Г. Макоренко, Т. В. Андрушкевич, Б. Г. Гришин и др. // Химическая промышленность. 1997.

№12. С. 789 – 794.

9.Задорский В. М. Интенсификация химико-технологических процессов на основе системного подхода. Киев: Техника, 1989. 208 с.

10.Макаревич В. А. Строительное проектирование химических предприятий. М.: Высшая школа, 1977. 208 с.

11.Лыков М. В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия. 1970.

430 с.

12.Сажин Б. С. Основы техники сушки. М.: Химия. 1984. 320 с.

13.Плановский А. Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. М.: Химия, 1987. 496 с.

14.Процессы и аппараты химической технологии. Основы теории процессов химической технологии / под ред. А. М. Кутепова. М.: Логос, 2000. Т. 1. 480 с.

15.Тимонин А. С. Конструирование и расчет химико-технологического и природоохранного оборудования: справочник. Калуга: Изд-во Н. Ф. Бочкаревой, 2002. Т. 2. 1028 с.

16.Проектирование, конструирование и расчет техники пищевых технологий: учебник / под ред. акад. РАСХН В. А. Панфилова. СПб.: Изд-во «Лань», 2013. 912 с.

17.Кафаров В. В., Мешалкин В. П., Перов В. А. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств. М.: Химия, 1979. 320 с.

18.Проектирование систем автоматизации технологических процессов / под ред. А. С. Клюева. М.: Энергоатомиздат. 1990. 464 с.

19.Методические указания о порядке разработки плана локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС) на химико-технологических объектах.

РД 09-536-03. М.: НТЦ, 2003. 67 с.

20.Методики оценки последствий аварий на опасных производственных объектах. М.: НТЦ, 2002. 207 с.

21.Гринберг Я. И. Проектирование химических производств. М.: Химия, 1970. 268 с.

22.Дьяконов С. Г., Елизаров В. В., Елизаров В. И. Теоретические основы проектирования промышленных аппаратов химической технологии на базе сопряженного физического и математического моделирования. Казань, КГТУ. 2009.

23.Островский Г. М., Зиятдинов Н. Н., Лаптева Т. В. Оптимизация тех-

нических систем. М., КНОРУС. 2012.

24.Дворецкий Д. С., Дворецкий С. И., Островский Г. М. Новые подходы

кпроектированию химико-технологических процессов, аппаратов и систем в условиях интервальной неопределенности. М.: Издательский дом «Спектр». 2012.

25.Девятов Б. Н. Теория переходных процессов в технологических аппаратах с точки зрения задач управления. Новосибирск, Редакционно-издательский отдел сибирского отделения АН СССР. 1964.

26.Кафаров В. В Методы кибернетики в химии и химической технологии.

М.: Химия. 1985.

27. Biegler L. T., Grossmann I. E., Westerberg A. W. Systematic methods of chemical process design. Upper Saddle River. New Jersey, Prentice Hall. 1997.

28.Halemane K. R., Grossmann I. E. Optimal Process Design under Uncertainty // AIChE Journal, 1983. V. 29. P. 425 – 433.

29.Mohiden M. J., Perkins J. D., Pistikopoulos E. N. Optimal Design of Dynamic Systems under Uncertainty // AIChE Journal. 1996. V. 42. P. 2252.

30.Островский Г. М., Волин Ю. М. Оптимальное проектирование гибких химико-технологических процессов // Доклады Академии наук. 1993. Т. 331.

С. 326.

31.Островский Г. М., Волин Ю. М. Новые проблемы теории гибкости хи- мико-технологических процессов // Доклады Академии наук. 2000. Т. 370. С. 773.

32.Островский Г. М., Волин Ю. М. Технические системы в условиях неопределенности: анализ гибкости и оптимизации. М.: БИНОМ, Лаборатория зна-

ний. 2008. 319 с.

33.Бодров В. И., Дворецкий С. И. Стратегия синтеза гибких автоматизированных химико-технологических систем // Теоретические основы химической технологии. 1991. Т. 25. № 5. С. 716.

34.Бодров В. И., Дворецкий С. И., Дворецкий Д. С. Оптимальное проекти-

рование энерго- и ресурсосберегающих процессов и аппаратов химической технологии // Теоретические основы химической технологии. 1997. Т. 31. № 5. С. 542.

356

Учебное издание

Дворецкий Станислав Иванович Дворецкий Дмитрий Станиславович Кормильцин Геннадий Сергеевич Пахомов Андрей Александрович

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Учебник

Редактор З. Г. Чернова Инженер по компьютерному макетированию Т. Ю. Зотова

Сдано в набор 15.04.2014 Подписано в печать 20.05.2014. Формат 70×100/16.

Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать офсетная. Усл. печ. л. 28,7. Уч.-изд. л. 27,5. Тираж 400 экз. Заказ № 246