3.1 Общая структура модели статики процесса ректификации

Общепризнанным обстоятельством является существенная нелинейность оп тимизационной задачи для процесса ректификации, поэтому необходимо изучить те ее особенности, которые могут дать ключ к наиболее рациональным и простым ее решениям.

Если принять в качестве целевых выходных переменных содержание примесей {Xdm, XWM) (или суммы примесей) в продуктах разделения, то типовая модель статических зависимостей выходных переменных от основных факторов процесса ректификации в колоннах различного типа может быть представлена следующими общими выражениями, описывающими нелинейные гиперповерхности статики:

Х(}т=ф(х1,х2< х5, e/e0,Ln), ' (3.1)

Xw=(p(xi,x2> л^, e/eQ,Ln), (3.2)

(?=И>Р*!. Xs,e/e0,Ln), (3.3)

где Xdm XWfI -содержание примесей в дистиллате и кубовом продуктах; Q - удельные энергозатраты на процесс разделения; ф,<р,у/ -виды нелинейных функциональных зависимостей; х{,х2 х5,- основные конструктивные параметры (тарелка питания, тип кон тактных устройств, давление, температуры питания и орошения);

е/е0, ?л-основные режимные параметры (степень извлечения или отбор от

потенциала и орошение). щ В разработанной методике исследования статики (Глава 2) осуществляется

снижение общей размерности задачи идентификации статики процесса ректификации путем декомпозиции ее на две подзадачи: исследование конструктивных пара-

64

метров (предварительная стадия) и стадию исследования режимных параметров. Если конструктивные параметры оптимизировать на предварительной стадии (проектирования или оптимизационного технологического анализа), а область варьирования основных режимных параметров сузить до регламентной области, то в достаточно узком диапазоне изменений могут быть получены основные статические зависимости качества разделения (содержания примесей Xdnb XWJ1) в виде упрощенных полиномиальных моделей с двумя входными доминантными переменными (е/е0, Ln) технологического режима:

Xdm= ?to + Ё i * el e0 +....+ Ё к * е/ ек~г + Ё *¦.

XWJf=BLo + &\* e/e0 +....+ B2k*e/et2 + B!M*Ln+.. B2k+n* Lnn'\ (3.5)

Q=Eo + Я3,* ele0 +....+ B\*e/et2 + Ём*1п+.. B\+n* Lnn~x , (3.6)

где Ёо, Eft, Ёк ,Ёы, Ё *¦„, В2 о tfxttfk, &ы, В \,„, Ё\, В* *, В>м , В \+„ -

коэффициенты, получаемые в процессе параметрической идентификации.

Путем дальнейшего сужения области изменений до рабочей (область технологической карты процесса) становится возможным получение зависимостей линейного характера, или близких к линейным. В этом случае, как будет показано ниже, могут быть выбраны простые критерии и алгоритмы локальной оптимизации, позволяющие выдерживать оптимизационные уставки верхних уровней инвариантно к колебаниям качества сырья.

Кроме решения указанных вопросов при исследовании статики требуется решение вопроса оперативного наблюдения за важнейшими факторами процесса не доступными прямым измерениям (например, степенью извлечения и флегмовым числом).