Моделирование процесса пиролиза прямогонного бензина с использованием генетического алгоритма

Бесплатный доступ

При эксплуатации промышленных печей пиролиза основной задачей является выбор оптимального режима термического разложения исходного сырья в зависимости от выхода целевых продуктов в условиях технологических ограничений на процесс. Для решения данной проблемы для действующего реактора, в качестве которого в работе рассматривается промышленная крупнотоннажная печь SRT-VI, разработана математическая модель процесса пиролиза, использующая кинетическую схему, состоящую из первичной реакции разложения сырья и вторичных элементарных реакций взаимодействия рассматриваемых компонентов смеси, уравнения теплового баланса и гидродинамики потока в змеевике. Сырьем для установки выбранного типа служит прямогонный бензин. Выходными параметрами модели являются мольные расходы товарных углеводородов. Реактор описывается уравнением идеального вытеснения в статическом режиме функционирования. Принято, что все реакции имеют Аррениусовскую зависимость от температуры. Энергии активации химических процессов оценивались с помощью уравнения Поляни-Семёнова, а идентификация предэкспоненциальных множителей проводилась с помощью генетического алгоритма (ГА). Данная задача требует одновременного решения системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс пиролиза и поиска большого количества неизвестных параметров, в связи с чем предложено модифицировать ГА. Оптимальная схема включает операторы кодировки по Грею, турнирной селекции, с рангом турнира больше 4, кроссовера с частичным случайным выбором аллей, мутации с высокой вероятностью ее свершения и эллитизма с конкурентным глобальным состязанием. С использованием предложенного подхода осуществляется параметрическая идентификация модели процесса. Анализ результатов моделирования с данными действующего реактора показал его пригодность для использования в целях управления процессом пиролиза.

Еще

Математическая модель, пиролиз, генетический алгоритм, тепловой баланс

Короткий адрес: https://readera.org/14040493

IDR: 14040493

Список литературы Моделирование процесса пиролиза прямогонного бензина с использованием генетического алгоритма

  • Haghighi S.S., Rahimpour M.R., Raeissi S. et al. Investigation of ethylene production in naphtha thermal cracking plant in presence of steam and carbondioxide//Chemical Engineering Journal. 2013. V. 228. P. 1158-1167.
  • Долганова И.О., Долганов И.М., Ивашкина Е.Н. и др. Развитие подхода к моделированию процесса получения этилбензола//Вестник науки Сибири. 2012. Т. 2. №1. С.35-44.
  • Битюков В.К., Арапов Д.В., Саввин С.С. Кинетическая модель пиролиза бензина в крупнотоннажной печи//Сборник трудов ММТТ-27. 2014. Т.8. С. 182-185.
  • Разносчиков В.В., Демская И.А. Математическая модель расчета теплофизических свойств синтетического жидкого топлива //Электронный журнал «Труды МАИ». 2012. № 50. Режим доступа: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php (04 мая 2015 г.)
  • Keyvanloo K., Sedighi M., Towfighi. J. Genetic algorithm model development for prediction of main products in thermal cracking of naphtha: Comparison with kinetic modeling//Chemical Engineering Journal. 2012. V. 209. P. 255-262.
Статья научная