3731

тельных путей пациентов, и ухаживают за

машних услуг) и работников, работающих в

ними, или перевозят больных с COVID-19

условиях альтернативной организации труда

без каких-либо аэрозольных процедур,

(в удаленном режиме).

ВОЗ рекомендует хирургическую мас-

Проблема, аналогичная созданной пан-

ку, защитные очки или лицевой щит, халат и

демией Covid-19, может быть преодолена

перчатки. Поскольку глобальное предложе-

только при условии глобальных и согласо-

ние средств личной защиты (СЛЗ) ограниче-

ванных мер противодействия, осуществляе-

но, ВОЗ советует уменьшить до минимума

мых на основе беспрецедентного сотрудни-

потребность в СЛЗ с помощью: телемедици-

чества между государствами, социальными

ны; физических барьеров [12]. Таких как

партнерами, ассоциациями, международны-

прозрачные окна (перегородки) у входа в

ми организациями, экономическими и фи-

комнату с пациентом COVID-19 для тех, кто

нансовыми учреждениями всех уровней.

участвует в непосредственном уходе; ис-

Для минимизации влияния последствий

пользование только необходимых СЛЗ для

санитарного кризиса на сферу труда нужно

конкретной задачи. Продолжение использо-

учитывать многие аспекты, и в этой связи

вания одного и того же респиратора, не сни-

охрана труда остается главным активом,

мая его при уходе за несколькими пациента-

призванным охранять здоровье работников,

ми с одинаковым диагнозом; мониторинга и

в том числе в ситуациях угрозы для здоровья

координации хода поставки СЛЗ; и отказа от

всего населения.

использования

респираторов

для бессимп-

Библиографический список

томных лиц.

В период вспышки заболевания специ-

1.

ГОСТ 12.0.230.5-2018 Система стандар-

алисты в области охраны труда играют клю-

тов безопасности труда. Системы управления

чевую роль в деле обеспечения работников и

охраной труда. Методы оценки риска для обес-

печения безопасности выполнения работ.

их руководства

достоверной

информацией

2.

Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) -

[13], необходимой для понимания симптомов

Interim

Guidance

for Businesses

and Employers

заболевания и индивидуальных мер предо-

(англ.). U.S. Centers for Disease Control and Pre-

сторожности (таких как правила поведения

vention (26 February 2020).

во время кашля (чихания), мытье рук, само-

3. Постановление Главного государствен-

изоляция в случае болезни). Они должны

ного врача РФ от 22 мая 2020 № 15 «Об утвер-

помочь

работодателям

оценить

риски

ждении санитарно-эпидемиологических правил

(например, определить опасные факторы

СП 3.1.3597-20 «Профилактика новой коронави-

инфекционного и неинфекционного характе-

русной инфекции (COVID-19)» зарегистрирова-

ра и оценить соответствующие риски; при-

но в Минюсте РФ 26 мая 2020 г. Регистрацион-

нять меры противодействия и профилактики;

ный номер № 58465.

4.

Lan F.Y., Wei C.F., Hsu Y.T., Christiani

осуществить их мониторинг и контроль), а

D.C., Kales S.N. Work-related COVID-19 transmis-

также разработать или

актуализовать

план

sion in six Asian countries/areas: A follow-up study

профилактики,

сдерживания

распростране-

(англ.)

//

PLOS

One: journal

/ Shaman, Jeffrey.

ния инфекции,

минимизации

заражения и

2020. 19

May

(vol. 15, no.

5).

P. e0233588.

восстановления

нормальной

деятельности

doi:10.1371/journal.pone.0233588.

PMID

[14].

32428031.

Одна из главных проблем, стоящих пе-

5. Чабала Л.И., Звягинцева А.В., Чабала

ред специалистами по охране труда, касается

В.А. Экологическая безопасность человека //

многообразия производственных ситуаций,

Вестник Воронежского государственного техни-

для которых нужно выработать рекоменда-

ческого

университета. 2010. Т.

6. № 2. С. 100-

ции. Это включает в себя условия труда ме-

102.

6. Солодов Е.А., Звягинцева А.В. Анализ

дицинского персонала

и работников экс-

рисков дорожно-транспортных происшествий на

тренных

служб, работников,

оказывающих

примере опасных участков дороги города Воро-

жизненно важные услуги (например, услуги

нежа

//

Гелиогеофизические

исследования.

снабжения и розничной торговли продукта-

2014. № 8. С. 72-75.

ми питания, коммунальные услуги, услуги

7.

Долженкова В.В., Звягинцева А.В.,

транспорта, связи, доставки). Неорганизо-

Усков В.М. Антропогенное воздействие на водо-

ванных работников (в том числе неформаль-

хозяйственные объекты // Вестник Воронежского

ной экономики, сдельного труда, сферы до-

государственного

технического

университета.

ВЫПУСК № 3-4 (25-26), 2021

ISSN 2618-7167

2008. Т. 4. № 11. С. 24-27

11. Болдырева О.Н., Звягинцева А.В.,

8. Болдырева О.Н., Звягинцева А.В. Регу-

Усов Ю.И. Построение модели регулирования

лирование технологического риска посредством

качества окружающей среды // Вестник Воро-

оптимизации программы технического обслужи-

нежского государственного технического уни-

вания оборудования // Вестник Воронежского

верситета. 2004. № 10-1. С. 27-29.

государственного

технического университета.

12. Звягинцева А.В., Болдырева О.Н.,

2009. Т. 5. № 12. С. 76-78.

Усов Ю.И. Построение моделей управления эко-

9. Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В. Авто-

логическими параметрами технологических про-

матизированная информационная система кон-

цессов // Инженер, технолог, рабочий. Москва,

троля параметров безопасности тепловых энер-

2004. №12(48). С. 31-33.

гоустановок // Информация и безопасность. 2009.

13. Болдырева О.Н., Звягинцева А.В.,

Т. 12. № 4. С. 585-592.

Усов Ю.И. Целенаправленное управление эколо-

10. Авдюшина А.Е., Звягинцева А.В. Раз-

гической безопасностью производств // Вестник

работка автоматизированного рабочего места по

Воронежского государственного технического

контролю параметров безопасности тепловых

университета. 2004. № 10-1. С. 67-70.

энергоустановок // Вестник Воронежского госу-

14. Федянин В.И., Болдырева О.Н., Звя-

дарственного технического университета. 2009.

гинцева А.В. Экологическая безопасность произ-

Т. 5. № 12. С. 180-184.

водства // Машиностроитель. 2004. № 8. С. 39-41.

Информация об авторе

Information about the author

Пылаева Ина Евгеньевна – аспирант 3 года обучения, Санкт-

Ina E. Pylaeva, Postgraduate student of 3 years of study, St. Petersburg

Петербургский государственный технологический институт (техни-

State Institute of Technology (Technical University) (26, Moskovsky

ческий университет) (190013, Россия, Санкт-Петербург, Москов-

Prospekt, Saint Petersburg, 190013, Russia) e-mail: Ina_ign@mail.ru

ский проспект, дом 26),

e-mail: Ina_ign@mail.ru

процессов полимеризации стирола и диви-

для загрузки с целью получения 1,3 т конеч-

нила, разработанные в Воронежском филиа-

ного (сухого) продукта.

ле НИИСК [2, 3]. Моделирование проводи-

Математическая модель процесса по-

лось для промышленного аппарата, имеюще-

лимеризации стирола (получение I блока)

го объем 16 м3, а также при начальных кон-

имеет следующий вид:

центрациях мономеров и инициатора, взятых

dXи

K

M

(1 X

) (1 X

),

и

0

и

с

dt

dXc

(Kи I0

(1

Xи ) Kc (I0 X

1/ 2

) (1

X c ),

и )

dt

dT

Kтэ1 (Kи I0

(1 Xи ) Kc (I0

Xи )1/ 2 ) (1 X c )

A h S (T T )

(1)

хл

,

dt

V d p м cp м

V d p м cp м

dXд

K

D 1/ 4

(1 X

),

д

д

dt

0

1/ 4

(1 X д ) h S (T Tхл )

K

dXд

h S (T T )

dT

Kтэ 2

(2)

Kд D0

тэ 2

dt

,

хл

dt

V d p м cp м

V d p м cp м

Eд

K

д

K

0д

е R(T 273) ,

ВЫПУСК № 3-4 (25-26), 2021

ISSN 2618-7167

сей), а также осуществляется разбавление

нила, Дж/моль; Ктэ2 - коэффициент, учиты-

вследствие подачи дивинила; Хд– конверсия

вающий тепловыделение за счет реакции по-

дивинила; Код - предэкспоненциальный мно-

лимеризации дивинила и перемешивания,

житель константы скорости реакции роста

моль/л.

цепи

при

полимеризации

дивинила,

Математическая модель процесса по-

л1/4 (моль1/4.мин); Ед - энергия активации ре-

лимеризации стирола (получение III блока)

акции роста цепи при полимеризации диви-

имеет следующий вид:

dXc K

c

S

1 / 2 (1 X

c

),

dt

0

dT

K

тэ 1 K c S01 / 2 (1 Xc ) A h S (T Tхл )

,

(3)

dt

V d p м cp м

Eс

K

K

е R (T 273)

с

0с

,

где S0 – концентрация растущих цепей на

дующее. При температуре 25 0С происходит

начало подачи стирола при получении треть-

достижение конверсии инициатора 90% при

его блока, моль/л, еѐ численное значение

18-19%-ной конверсии стирола за временной

равно концентрации растущих цепей D0

на

интервал примерно в 30 мин. При темпера-

начало подачи дивинила при получении вто-

туре 200С происходит достижение конверсии

рого блока, т.к. при получении второго блока

инициатора 90% при 17%-ной конверсии

дезактивации активных центров практически

стирола, но медленнее, за временной интер-

не происходит. Были заданы нулевые

вал примерно в 48 мин. При температуре 15

начальные условия для конверсий инициато-

0С происходит значительное падение скоро-

ра и мономера. Результаты моделирования

сти конверсии инициатора. При температуре

синтеза первого блока представлены на рис.

40 0С,

наоборот,

происходит

значительное

1-5.

возрастание скорости реакции инициирова-

Анализ графиков рис. 1-2 показал сле-

ния, более чем в 2 раза.

Конверсия инициатора

1

0.9

4

3

инициатора

z1 n 10.8

0.7

z2 n 10.6

1

0.5

2

Конверсия

z3 n 1

0.4

z4 n

0.3

10.2

0.1

0

7

14

21

28

35

42

49

56

63

70

z1 n 0 z2 n 0 z3 n 0 z4 n 0

Но при достижении конверсии инициа-

Анализ графиков показывает, что ста-

тора 90% конверсия мономера достигает 23-

дия инициирования при 20-25 0С займет

24%. Таким образом, можно сделать вывод,

примерно 44 мин. С целью повышения ско-

что начало процесса необходимо проводить

рости роста полимерных молекул можно по-

при 20-25 С, при этом инициирование закон-

высить температуру.

чится за 30–50 минут при небольшой глу-

Моделирование проведено для вариан-

бине превращения мономера, а основной

тов повышения температуры до величины

рост полимерных молекул будет проходить

35 С и 45 С (рис. 3-5), было задано значение

одновременно на всех активных центрах, что

параметра теплосъема А=0 и в качестве

обеспечит получение узкого ММР первого

начальных условий - значение конверсии

блока.

инициатора, соответствующее значению

По окончании стадии инициирования,

конверсии стирола 95 %, полученного для

т.е. при достижении конверсией инициатора

температуры инициирования 250С, в момент

величины 90-95%, начинается стадия роста

времени 44 мин.

полимерных молекул.

Конверсия инициатора

1.1

1.07

инициатора

1.04

1.01

pc1n 10.98

1

0.95

Конверсия

pc2n 1

0.92

2

0.89

0.86

0.83

0.844

49.6

55.2

60.8

66.4

72

77.6

83.2

88.8

94.4

100

pc1n 0 pc2n 0

ВЫПУСК № 3-4 (25-26), 2021

ISSN 2618-7167

Темпера тура

60

54

48

Температура

42

pc1n 336

2

1

30

pc2n 3

24

18

12

6

44

49.6

55.2

60.8

66.4

72

77.6

83.2

88.8

94.4

100

pc1n 0 pc2n 0

Время, мин

Рис. 4. Конверсии стирола (1, 2 - при начальных температурах 35 и 45 0С

соответственно, синтез I-го блока)

Конверсия стирола

1

0.9

стирола

0.8

0.7

pc1n 20.6

1

Конверсия

0.5

pc2n 20.4

2

0.3

0.2

0.1

44

49.6

55.2

60.8

66.4

72

77.6

83.2

88.8

94.4

100

pc1n 0 pc2n 0

Анализ результатов показывает, что

что для получения узкого ММР полистирил-

при повышении начальной температуры ста-

лития необходимо начинать процесс при

дии полимеризации стирола до величины

температурах не выше 25 0С. При этом необ-

35 0С конверсия стирола достигнет величины

ходимо до начала полимеризации провести

90% за промежуток времени 1 час 40 мин.

смешение компонентов при низкой темпера-

после начала полимеризации первого блока.

туре с целью не допустить роста цепей в ло-

При этом произойдет повышение температу-

кальных

зонах повышенной концентрации

ры реакционной массы с величины 25 0С

мономера, что скажется на ММР полимера.

(значение температуры на конец стадии ини-

Также необходимым является соблюдение в

циирования) до величины 44 0С.

процессе

инициирования

изотермического

При повышении начальной температу-

режима или режима, близкого к таковому,

ры стадии полимеризации стирола до значе-

т.е. обеспечить незначительный нагрев реак-

ния 45 0С конверсия стирола достигнет вели-

ционной массы. Как видно из графиков, теп-

чины 90% за промежуток времени 1 час 10

ловыделение при рекомендуемых темпера-

мин. после начала синтеза первого блока с

турах проведения стадии инициирования яв-

учетом того, что температура реакционной

ляется незначительным.

массы поднимется с величины 25 0С до ве-

На

окончание стадии

инициирования

личины 540С, т.е. почти на 300С.

потребуется временной интервал около 35-

Таким образом, можно сделать вывод,

40 мин.,

после чего реакционную массу

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

необходимо подогреть до температуры 35 С

Результаты

моделирования

синтеза

с целью повышения скорости реакции роста

второго блока представлены на рис. 6-9. Для

цепей. Как видно из графиков, на заверше-

конверсии дивинила были заданы нулевые

ние процесса полимеризации первого блока

начальные условия.

требуется около 1 часа 40 мин.

Конверсия дивинила

1.1

0.99

0.88

Конверсия

0.77

2

pd1n 10.66

0.55

1

pd2n 1

0.44

0.33

0.22

0.11

0

4.5

9

13.5

18

22.5

27

31.5

36

40.5

45

pd1n 0 pd2n 0

Время, мин

Рис. 6. Конверсия дивинила (1, 2 - при начальных температурах 30 и 40 0С

соответственно, синтез II-го блока)

Температура

150

135

120

Температура

105

pd1n 2 90

2

1

75

pd2n 2

60

45

30

15

0

4.5

9

13.5

18

22.5

27

31.5

36

40.5

45

pd1n 0 pd2n 0

Из графиков рис. 6, 7 видно, что при 30

лагается в течение 20 мин. открыть на 30%

0С даже при отсутствии теплосъема скорость

клапан на

линии

подачи

хладагента

реакции значительно ниже, чем при 40 0С с

в рубашку аппарата. За этот период времени

теплосъемом. При 40 0С скорость реакции

конверсия

дивинила

достигнет

значения

возрастает почти в 2 раза, поэтому синтез

20%, а температура реакционной смеси под-

второго блока нужно проводить при началь-

нимется до 53 0С. По достижении темпера-

ной температуре не менее 40 0С. Однако

туры значения 53-60 0С рекомендуется от-

синтез второго блока характеризуется боль-

крыть на 100% клапан на линии подачи хо-

шим тепловыделением, поэтому при началь-

лодного рассола.

ной температуре 400С конверсия достигнет

Анализ рис. 8, 9 показывает, что при

значения 95% за 27 мин, но температура при

открытии клапана теплосъема на 100 % кон-

этом даже с учетом теплосъема поднимется

версия достигнет значения 95% за 32 мин, но

до 130 0С, что недопустимо. Поэтому пред-

температура поднимется до 110 0С, т.е. на

ВЫПУСК № 3-4 (25-26), 2021

ISSN 2618-7167

завершение процесса полимеризации второ-

Были заданы нулевые начальные условия

го блока потребуется 32-35 минут.

для конверсии стирола, а также разные па-

Результаты

моделирования

синтеза

раметры теплосъема.

третьего блока представлены на рис. 10, 11.

Конверсия дивинила

1.1

0.99

0.88

2

pd1n 10.77

Конверсия

3

0.66

pd2n 10.55

1

0.44

pd3n 1

0.33

0.22

0.11

0

4.5

9

13.5

18

22.5

27

31.5

36

40.5

45

pd1n 0 pd2n 0 pd3n 0

Время, мин

Рис. 8. Конверсия дивинила (1, 2, 3 - при начальных температурах 30 и 40 0С

с теплосъемом 30 % и 100 % соответственно, синтез II-го блока)

Температура

150

135

120

2

Температура

pd1n 2105

1

90

pd2n 2 75

3

pd3n

60

2

45

30

15

0

4.5

9

13.5

18

22.5

27

31.5

36

40.5

45

pd1n 0 pd2n 0 pd3n 0

Время, мин

Рис. 9. Температура реакции (1, 2, 3 - при начальных температурах 30 и 40 0С с теплосъемом

30 % и 100 % соответственно, синтез II-го блока)

Конверсия стирола

1.1

0.99

0.88

2

zs21 n 10.77

Конверсия

3

0.66

1

zs22 n 10.55

0.44

zs23 n 1

0.33

0.22

0.11

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

zs21 n 0 zs22 n 0 zs23 n 0

Время, мин

Рис. 10. Конверсия стирола (1, 2, 3 - при начальных температурах 80, 100 и 110 0С

соответственно, синтез III-го блока)

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Температура

150

3

135

120

Температура

zs21 n 2105

2

90

zs22 n 2 75

1

60

zs23 n 2

45

30

15

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

zs21 n 0 zs22 n 0 zs23 n 0

Время, мин

Рис. 11. Температура реакции (1, 2, 3 - при начальных температурах 80, 100 и 110 0С соответ-

ственно, синтез III-го блока)

ВЫПУСК № 3-4 (25-26), 2021

ISSN 2618-7167

Специфической15 особенностью систем

относятся: изменение характеристик актив-

теплоснабжения (СТС) является многоуров-

ных элементов (сетевых и подпиточных

невая структура, значительная степень не-

насосов, насосных подстанций и подстанций

определенности конфигурации, параметров и

смешения); изменение положения запорно-

состояний объекта и окружающей среды,

регулирующей арматуры; изменение пара-

наличие в векторе управления как непрерыв-

метров теплоносителя и т. д.

ных, так и дискретных компонент.

Структурное управление связано с раз-

Увеличение числа абонентов и измене-

личными воздействиями, приводящими к

ние их параметров приводит к непрерывному

изменению конфигурации (топологической

росту требований, предъявляемых к таким

схемы) системы. Например, подключение

системам не только на этапе их проектиро-

новых источников теплоснабжения, установ-

вания, но главным образом при их функцио-

ка перемычек на подающих магистралях и

нировании.

т. д. Разумеется, такие управляющие воздей-

Мероприятия по управлению представ-

ствия имеют более длительное время упре-

ляют собой различного рода параметриче-

ждения и обычно рассматриваются как пла-

ские или структурные воздействия на от-

новые реконструкции системы. Само по себе

дельные элементы СТС или ее подсистемы.

подключение новых абонентов к системе

Параметрические воздействия - наиболее ха-

также должно квалифицироваться как ее ре-

рактерный вид управления функционирова-

конструкция. Однако в первом случае

нием. Для них свойственно достаточно крат-

задача должна быть формализована как оп-

ковременное упреждение (вплоть до минут

тимизационная (то есть считается задачей

при наличии автоматизированных систем

синтеза), а во втором ее можно считать зада-

управления). Поэтому такой вид управления

чей анализа.

часто считается оперативным. К средствам

При определении СТС как объекта

реализации оперативного управления в СТС

управления обычно [1] вводят совокупность

базовых множеств, элементами которых яв-

ляются: мгновенные значения параметров

© Сазонова С.А., Сысоев Д.В., Кораблин С.Н., 2021