4. Многостадийная химико-технологическая система (хтс).

Модель многостадийной ХТС наряду с моделями одностадийных ХТС, протекающих в аппаратурных модулях, должна включать расписание работы многостадийной ХТС (см. рис. 3).

τ_{1 хтс}– длительность технологического цикла работы одностадийной ХТС 1 τ_{2 хтс} – длительность технологического цикла работы одностадийной ХТС 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - τ_{n хтс} – длительность технологического цикла работы одностадийной ХТС n Т_{ц хтс} – время цикла работы многостадийной ХТС определяется по соотношению:

(5)

Где N – количество одностадийных ХТС, включенных в состав многостадийной ХТС.

Задача моделирования многостадийной ХТС заключается в том, чтобы согласовать длительности работы одностадийных ХТС в общее расписание работы многостадийной ХТС.

На рис. 3 представлен простейший вариант технологической структуры без согласующих емкостей.

5. Индивидуальная технологическая схема.

Рассмотрим 2 варианта организации структур индивидуальных технологических схем.

Первый – последовательное соединение аппаратурных блоков (АБ) в индивидуальную ХТС, предназначенную для реализации в них многостадийных химико-технологических процессов (ХТП).

Вариант блочно-модульной организации технологической структуры индивидуальной ХТС представлен на рис. 4, а организационной структуры – на рис. 5.

Длительность технологического цикла работы индивидуальной ХТС (см. рис. 5) складывается из длительностей технологических циклов работы аппаратурных блоков (τ_АБm).

(6)

Постановка задачи (6) соответствует случаю наработки продукта одной партией в полном объеме.

Второй вариант организации структуры индивидуальной ХТС - объединение аппаратурных блоков в индивидуальную схему через согласующие емкости (рис. 6).

Установка емкости между блоками необходима в двух случаях:

• для согласования материальных потоков;

• для согласования расписания работы двух соседних блоков в единое расписание.

Рассмотрим 2 случая установки емкости для согласования материальных потоков, если производительности аппаратурных блоков 1 и 2 существенно отличаются.

1 Случай

Пусть Q_АБ1 , Q_АБ2 – производительности аппаратурных блоков АБ1 и АБ2 (кг/ч, т/год) (м³/сутки)

Первый случай соответствует большей производительности первого блока по сравнению со вторым: Q_АБ1 > Q_АБ2. В этом случае емкость нужна для хранения наработанной в аппаратурном блоке 1 реакционной массы и последующей загрузки порциями в аппаратурный блок 2, который будет являться лимитирующим блоком (см. рис. 7).

(7)

где n_АБ2 – число порций, которые будут перерабатываться в АБ2, за весь производственный цикл работы блока.

где q _АБ2 – размер партии, нарабатываемый за 1 технологический цикл работы блока АБ2 (кг/час).

В общем случае длительность технологического цикла работы индивидуальной ХТС определяется по соотношению:

(8)

где

(9)

l – лимитирующая стадия;

τ_l – длительность лимитирующей стадии;

τ_АБm – длительность технологической стадии в m-ом аппаратурном блоке.

В соотношении (8) первое слагаемое – сумма длительностей технологических стадий в “m“ аппаратурных блоках до стадии, предшествующей лимитирующей;

второе слагаемое – длительность лимитирующей стадии в l – ом аппаратурном блоке, с учетом числа порций, перерабатываемых в нем за весь производственный цикл;

третье слагаемое – сумма длительностей стадий в аппаратурных блоках после лимитирующего.

Таким образом, длительность цикла работы индивидуальной ХТС, включающей согласующие емкости для случая, когда производительности аппаратов на передающих блоках больше, чем на принимающих, определяется как сумма длительностей технологических стадий в блоках до лимитирующего блока, длительности лимитирующей квазистадии, умноженной на количество порций, переработанных в лимитирующем блоке, и сумма длительностей технологических стадий в блоках после лимитирующего.