Прототипирование массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, доктор наук Елизаров Дмитрий Викторович

• Елизаров Дмитрий Викторович
• доктор наук
• 2016

Оглавление диссертации доктор наук Елизаров Дмитрий Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ СО СТУПЕНЧАТЫМ КОНТАКТОМ ФАЗ

1.1. Определение основных размеров массообменных аппаратов

1.2. Кинетические характеристики массопереноса на ступенях массообменных аппаратов

1.3. Кинетика массопереноса в ступенчатых аппаратах жидкостной экстракции и растворения

1.3.1. Определение скорости обтекания капли жидкости

1.3.2. Определение гидравлического сопротивления капель

1.3.3. Массопередача в процессах жидкостной экстракции и растворении элементов дисперсной фазы

1.4. Влияние структуры потоков фаз на эффективность массопереноса в массообменных аппаратах

1.5. Проблемы и перспективы развития методологии проектирования массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз

ГЛАВА 2. МЕТОД РАЗРАБОТКИ ИЛИ ВЫБОРА ИЗ СТАНДАРТНОГО РЯДА ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ БАРБОТАЖНЫХ ТАРЕЛОК МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

2.1. Эффективность ступени массообменных аппаратов при полном перемешивании жидкости

2.2. Гидродинамическая аналогия процесса массопереноса в барботажном слое

2.3. Кинетический расчет оптимальных параметров барботажных контактных устройств при полном перемешивании жидкости на тарелках.

Выбор оптимальной конструкции тарелки из стандартного ряда контактных устройств

2.3.1. Кинетический расчет оптимальных параметров ситчатых и колпачковых тарелок

2.3.2. Кинетический расчет оптимальных параметров клапанных тарелок в колонне многокомпонентной ректификации (компоненты питания: пропан, изобутан, бутан, изопентан, пентан, гексан)

2.3.3. Кинетический расчет оптимальных параметров клапанных тарелок при многокомпонентной ректификации смеси: этан, пропан, изобутан, бутан, изопентан, пентан, гексан

2.4. Кинетический расчет оптимальных параметров барботажных тарелок по диффузионной модели структуры потоков

2.5. Кинетический расчет оптимальных параметров барботажных тарелок по ячеечной модели структуры потоков

2.6. Разработка или выбор из стандартного ряда оптимальной конструкции тарелки на основе программных систем конструирования, вычислительной гидродинамики, математического моделирования и оптимизации

2.6.1. Разработка конструкции и гидродинамическое моделирование контактного устройства

2.6.2. Распределение гидродинамических параметров в барботажном слое и структура потоков на ситчатой тарелке

2.6.3. Математическое моделирование и выбор оптимальной конструкции контактного устройства

ГЛАВА 3. КИНЕТИКА МАССОПЕРЕНОСА НА ЭЛЕМЕНТАХ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ В СПЛОШНОЙ СРЕДЕ ПРИ СВОБОДНОМ И ТУРБУЛЕНТНОМ ДВИЖЕНИИ

3.1. Гидродинамические характеристики ламинарного движения элементов дисперсной фазы в сплошной среде

3.2. Уравнения массопереноса в пограничном слое на капле жидкости при ламинарном движении в сплошной среде

3.3. Решение уравнений переноса импульса в пограничном слое на капле и внутри капли

3.4. Решение уравнения переноса массы в пограничном слое на капле и внутри капли

3.5. Результаты вычислительного эксперимента

3.6. Расчет коэффициента массоотдачи на капле

3.7. Гидродинамические характеристики движения фаз в аппаратах с перемешиванием

3.8. Гидродинамика и массоперенос в псевдоламинарном пограничном слое на элементах дисперсной фазы в аппаратах с перемешиванием

3.9. Решение уравнения переноса импульса в псевдоламинарном пограничном слое на поверхности частицы

3.10. Решение уравнения переноса массы в псевдоламинарном пограничном слое на элементах дисперсной фазы

3.11. Результаты вычислительного эксперимента в аппаратах с перемешиванием

3.12. Расчет коэффициента массоотдачи в сплошной фазе и достоверность полученных решений

3.13. Определение концентрации в объеме сплошной фазы в аппаратах с перемешиванием

3.14. Алгоритм расчета кинетики процесса жидкостной экстракции в аппаратах с перемешиванием

ГЛАВА 4. ПРОТОТИПИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ ЛЕГКОЙ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ В СПЛОШНОЙ СРЕДЕ

4.1. Разработка оптимальной конструкции аппаратов с перемешиванием

с помощью современных программных систем геометрического моделирования

и конструирования, методов вычислительной гидродинамики

4

4.2. Физическое моделирование конструкций аппарата с перемешиванием легкой дисперсной фазы в сплошной среде. Экспериментальное исследование гидродинамики дисперсной фазы в воде

4.3. Расчет оптимальных параметров промышленных аппаратов с перемешиванием

4.3.1. Постановка задачи

4.3.2. Необходимое условие экстремума в вариационной задаче

4.3.3. Алгоритм расчета оптимальных параметров аппаратов с перемешиванием

4.3.4. Расчет оптимальных параметров процесса дегазации крошки каучука в аппарате оптимальной конструкции

ГЛАВА 5. МЕТОД РАСЧЕТА ЧИСЛА СТУПЕНЕЙ РАЗДЕЛЕНИЯ В МАССООБМЕННЫХ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ АППАРАТАХ

5.1. Относительная степень извлечения компонентов на ступенях аппаратов

5.2. Расчет степени извлечения компонентов на ступенях аппарата при полном перемешивании сплошной среды

5.3. Расчет степени извлечения компонентов на ступенях аппарата по ячеечной модели структуры потока сплошной среды

5.4. Расчет степени извлечения компонентов на ступенях аппарата по диффузионной модели структуры потока сплошной среды

5.5. Количество действительных ступеней разделения двухфазных сред в массообменных аппаратах по заданной концентрации извлекаемых компонентов на входе и выходе установки

5.5.1. Количество действительных ступеней разделения по заданной концентрации извлекаемых компонентов на входе и выходе аппарата. Извлечение компонентов из дисперсной фазы сплошной

5.5.2. Количество действительных ступеней разделения по заданной

концентрации извлекаемых компонентов на входе и выходе установки.

Извлечение компонентов из сплошной фазы дисперсной

5

5.6. Аналитический расчет числа теоретических ступеней разделения массообменных аппаратов

ГЛАВА 6. ПРОТОТИПИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ МАССООБМЕННЫХ АППАРАТОВ СО СТУПЕНЧАТЫМ КОНТАКТОМ ФАЗ

6.1. Прототипирование промышленных массообменных аппаратов разделения углеводородов

6.2. Проектирование ректификационного аппарата для разделения смеси бензол-толуол

6.2.1. Сравнение результатов кинетического расчета колонны с известными данными

6.2.2. Выбор оптимальных параметров колонны для разделения смеси бензол-толуол

6.3. Прототипирование ректификационных аппаратов для разделения широкой фракции углеводородов

6.3.1. Сравнение результатов кинетического расчета с экспериментальными данными промышленной установки разделения фракции : пропан, н-бутан, изобутан, изопентан

6.3.2. Выбор оптимальных параметров колонны по ключевым компонентам при разделении фракции: изобутан, изопентан

6.3.3. Сравнение результатов кинетического расчета с экспериментальными данными промышленной установки разделения фракции: пропан, изобутан, бутан, изопентан, пентан, гексан

6.3.4. Выбор оптимальных параметров колонны по ключевым компонентам при разделении фракции : пропан, н-бутан, изобутан, пентан, изопентан, гексан

6.4. Прототипирование тарельчатых аппаратов абсорбции и жидкостной экстракции

6.4.1. Выбор оптимальных параметров абсорбционных аппаратов

6.4.2. Кинетический расчет ситчатого экстрактора при экстракции

фосфорной кислоты из смеси углеводородов

6.5. Прототипирование смесительно-отстойных жидкостных экстракторов и дегазаторов

6.5.1. Кинетический расчет противоточного жидкостного экстрактора по схеме «от ступени к ступени»

6.5.2. Выбор оптимальных параметров многоступенчатых аппаратов экстракции и растворения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прототипирование массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Аппараты со ступенчатым контактом фаз (тарельчатые колонны, смесительно - отстойные экстракторы, каскад аппаратов с мешалками) в процессах ректификации, абсорбции, растворения, экстракции и выщелачивания составляют значительную часть всех массообменных аппаратов нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности.

При проектировании аппаратов со ступенчатым контактом фаз основными задачами являются разработка оптимальной конструкции ступени (тарелки, аппарата с перемешиванием), определение числа ступеней, диаметра, высоты аппарата и технологических параметров процесса.

Этапу проектирования аппарата всегда предшествует стадия предпроектной разработки, выбор из известных конструкций оптимального варианта или создание нового оптимального прототипа, удовлетворяющего заданным требованиям по производительности, качеству и стоимости получаемых продуктов, экологической и промышленной безопасности.

Выбор и отработку конструкции ступеней выполняют на макетах различного масштаба или натурального размера. Тогда для получения оптимального варианта ступени необходимо построить всё допустимое множество конструкций, провести экспериментальные исследования каждого макета, сравнение их между собой и выбрать, с наперед заданной точностью, единственный оптимальный вариант аппарата, а это дорого и сложно. Число действительных ступеней разделения определяется эмпирическим путем в зависимости от количества теоретических ступеней и эффективности аппарата.

Эмпирические выражения для оценки эффективности ступени, полученные в результате обработки и обобщения экспериментальных данных определенных конструкций и режимов работы ступени или действующих установок, имеют ограниченную область применения.

Математические модели структуры потоков, используемые для расчета

эффективности ступени, содержат неизвестные параметры, определяемые

8

экспериментальным путем на макетах ступени конкретной конструкции различного размера. Выражения источников массы, замыкающие модели структуры потоков, включают кинетические параметры массоотдачи и массопередачи, которые имеют эмпирический и полуэмпирический характер, их выражения не всегда отражают зависимость от конструктивных параметров ступени, теплофизических свойств разделяемой смеси и технологических параметров процесса.

Рассмотренная практика проектирования массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз, основанная на эмпирической и полуэмпирической методологии физического и математического моделирования аппаратов различного масштаба, справедлива при разработке конкретной конструкции аппарата для работы в конкретных условиях. Она не позволяет провести диагностику надежности, безопасности и безаварийной работы аппарата и состояния процесса, характеризуется значительными материальными затратами и сроками проектирования. Ее дорого и сложно реализовать при поиске оптимального варианта конструкции аппарата промышленного масштаба, работающего с конкретными рабочими веществами.

Разработка оптимальной конструкции промышленных аппаратов со ступенчатым контактом фаз представляет актуальную проблему в химической технологии.

Степень научной разработанности темы исследования.

Существующая система проектирования массообменных аппаратов со

ступенчатым контактом фаз предполагает многоуровневую технологию

разработки конструкции ступени, которая включает исследования

лабораторных макетов, промежуточных вариантов и промышленного образца.

Теоретическую основу существующей системы проектирования составляет

физическое и математическое моделирование. Физическое моделирование

ступени позволяет с наперед заданной точностью получить математическое

описание процесса на ступени по результатам эксперимента на его макете и

оценить эффективность конструкции ступени. Область применения

9

физического моделирования имеет принципиальные ограничения, обусловленные невозможностью обеспечить подобие полей в макетном образце и промышленном аппарате. Математическое моделирование дает приближенное описание ступени в виде математической модели. Однако, математические модели, закладываемые в алгоритмы проектирования, содержат параметры, зависящие от масштаба аппарата и определяемые путем эмпирической обработки экспериментальных данных, полученных на холодных стендах различного размера.

Масштабный эффект имеет гидродинамическую природу. Для уменьшения промежуточных исследований при разработке промышленных аппаратов получил развитие метод гидродинамического моделирования. В основу метода положены двухуровневые лабораторные испытания (на лабораторной установке) и гидродинамическое моделирование на модели аппарата натуральных размеров. На лабораторной установке проводится отработка технологии, а с помощью гидродинамического стенда на модельной системе отрабатывается конструкция промышленного аппарата. Несмотря на очевидные преимущества такого подхода, он имеет ряд недостатков. При гидродинамическом моделировании не учитывается взаимодействие гидродинамики, процессов массообмена и химических реакций, получить эмпирическим путем оптимальный вариант аппарата сложно.

Оптимальный способ проектирования промышленных аппаратов, исключающий этапы промежуточных исследований, предусматривает отработку конструкции и технологии только на лабораторном макете, а для масштабного перехода к промышленному аппарату использовать фундаментальные законы сохранения. Теоретическую основу оптимального проектирования составляет концепция сопряженного физического и математического моделирования .

Основной принцип, закладываемый в концепцию заключается в

следующем. Промышленный аппарат - это система, т.е. объект, состоящий из

множества частей или характерных областей, имеющих разные

10

пространственно-временные масштабы, взаимодействие между которыми слабое.

Структура математического описания характерных областей аппарата определяется на физической модели областей и представляется в виде базисных функций. Подстройка параметров базисных функций в зависимости от масштаба ступени выполняется вариационным методом, удовлетворяя законам сохранения импульса и массы. Однако, в зависимости от масштаба ступени, возможно возникновение новых характерных областей или явлений, базисные функции которых неизвестны. В этом случае приходится подбирать базисную функцию, её параметры, масштаб и место возникновения характерной области на ступени.

Анализ состояния научных исследований в области проектирования массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз приводит к следующему выводу: для решения сформулированной актуальной проблемы требуется разработать математические модели и методы определения эффективности ступени и аппаратов со ступенчатым контактом фаз в зависимости от конструкции, теплофизических свойств веществ и технологических параметров процесса; разработать методы поиска оптимального варианта конструкции прототипов ступени и аппаратов со ступенчатым контактом фаз, используя технологии цифрового прототипирования при построении промышленного аппарата в виде компьютерной модели. Применение технологии 3D моделирования, вычислительной гидродинамики (CFD) и математического моделирования эффективности ступени позволит рассмотреть всё множество альтернативных вариантов конструкции аппарата и выбрать среди них с наперед заданной точностью оптимальный вариант аппарата.

Диссертационная работа выполнена в рамках государственных программ:

Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по теме: «Распределенные

тренажерные системы взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»;

Гранты Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых: МД - 552.2011.8 по теме: «Перспективные методы проектирования аппаратов химической технологии»; МД - 5663.2014.8 по теме: «Проектирование высокоэффективных многоступенчатых массообменных аппаратов разделения веществ».

Цель диссертационного исследования. Разработать научно обоснованные методы прототипирования оптимальных промышленных массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз без привлечения экспериментальных исследований на макетах различного масштаба и эмпирических данных при моделировании процессов массообмена.

Для реализации цели исследования в диссертации поставлены и решены следующие научно - технические задачи:

Разработать метод определения эффективности барботажной ступени и аппаратов со ступенчатым контактом фаз, с учетом эффективности всех ступеней, в зависимости от конструкции, технологических и теплофизических параметров разделяемых смесей и выбора оптимальной конструкции тарелки из стандартного ряда контактных устройств, обеспечивающих максимальную эффективность ступени.

В программной среде 3D моделирования, вычислительной гидродинамики Ansys Fluent, математического моделирования структуры потоков, эффективности и оптимизации разработать метод проектирования оптимальной конструкции барботажных тарелок промышленного масштаба.

Разработать, без привлечения эмпирических данных, математические модели и метод расчета кинетических параметров массопереноса на элементах дисперсной фазы (капли, твердые частицы) в зависимости от гидродинамических и теплофизических характеристик разделяемых смесей на ступенях аппаратов жидкостной экстракции, растворения и дегазации.

В программной среде 3D моделирования, вычислительной гидродинамики Ansys Fluent разработать метод проектирования оптимальной конструкции промышленного аппарата с перемешиванием, обеспечивающей равномерное распределение легкой дисперсной фазы в сплошной среде при проведении процессов жидкостной экстракции и дегазации крошки каучука.

На основе уравнений массопереноса в пограничном слое на элементах дисперсной фазы и в сплошной среде разработать метод оптимизации конструктивных и технологических параметров аппаратов с перемешиванием путем решения вариационной задачи на условный экстремум функционала, обеспечивая максимальный поток вещества через пограничный слой на элементах дисперсной фазы.

При известных входных и заданных значениях выходных параметров установки со ступенчатым контактом фаз разработать метод аналитического расчета числа ступеней разделения на установках ректификации, абсорбции, жидкостной экстракции и растворения, используя распределения концентраций и технологических параметров на ступенях аппаратов.

На основе разработанных методов и моделей массопереноса и эффективности с использованием программных систем 3D моделирования, вычислительной гидродинамики (CFD) провести прототипирование оптимальных массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз при ректификации, абсорбции, жидкостной экстракции, растворении и дегазации.

Методы исследования. Методы математического и физического моделирования, оптимизации, применения программных систем конструирования, вычислительной гидродинамики и технологического моделирования (Autocad, Компас, Gambit, Ansys Fluent, HySys).

Положения, выносимые на защиту:

• метод определения эффективности ступени и аппаратов со ступенчатым контактом фаз в зависимости от структуры потоков жидкости и

газа, конструкции, теплофизических свойств веществ и технологических параметров процесса;

• выбор из каталога стандартных контактных устройств оптимальной конструкции ступени, обеспечивающей максимальную эффективность (кпд) при разделении бинарных и многокомпонентных смесей;

• метод определения структуры потоков жидкости и газа в барботажном слое на тарелке в программной среде вычислительной гидродинамики (СББ) на компьютерной модели ступени промышленного масштаба и конструкции, созданной методом 3Б моделирования;

• разработка оптимальной конструкции барботажной тарелки в итерационном процессе 3Б моделирования, вычислительной гидродинамики, математического описания структуры потоков, эффективности, сравнения альтернативных и выбора, с наперед заданной точностью, оптимального варианта;

• математическое моделирование кинетики нестационарного массопереноса на элементах дисперсной фазы в процессах жидкостной экстракции, растворения и дегазации при ламинарном и турбулентном движении сплошной среды;

• разработка в программной среде 3Б моделирования, вычислительной гидродинамики (СББ) конструкций ступени с механическим перемешиванием легкой дисперсной фазы для создания равномерного распределения дисперсной фазы в объеме сплошной среды;

• метод оптимизации технологических параметров на ступени с перемешиванием дисперсной фазы (капли и твердые частицы) в сплошной среде, обеспечивающих максимальную эффективность массопереноса в процессах жидкостной экстракции и дегазации крошки каучука;

• математические модели и метод аналитического расчета числа действительных ступеней разделения на установках ректификации, абсорбции, жидкостной экстракции и растворения;

• прототипирование оптимальных промышленных массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз для проведения процессов ректификации, абсорбции, жидкостной экстракции и растворения.

Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается применением фундаментальных законов сохранения импульса и массы, согласованностью теоретических результатов с собственными экспериментальными данными, теоретическими и экспериментальными данными известных авторов, с экспериментальными данными с действующих промышленных установок. Научная новизна.

Предложена методология разработки прототипов промышленных оптимальных массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз для проведения процессов ректификации, абсорбции, жидкостной экстракции, растворения и дегазации, в которой:

не используется экспериментальная разработка прототипов аппарата на физических макетах различного масштаба и их математическое моделирование; определение эффективности ступеней и аппарата, числа действительных ступеней, кинетических параметров массопередачи по эмпирическим и полуэмпирическим выражениям;

представлена разработка прототипов оптимальных промышленных массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз, работающих с конкретными рабочими веществами; возможность разработки всего допустимого множества конструкций аппарата и выбор, с наперед заданной точностью, оптимального варианта; возможность диагностирования надежности конструкции и влияния рабочих условий на безопасное и безаварийное состояние процесса.

При реализации предложенной методологии:

1. Разработан метод определения эффективности ступени и аппаратов со ступенчатым контактом, выбора оптимальных параметров конструкции

тарелки из каталога стандартных устройств, обеспечивающих максимальное значение кпд в зависимости от структуры потоков на ступени, технологических и теплофизических характеристик разделяемых смесей.

2. Разработан метод определения структуры потоков жидкости и газа в барботажном слое на тарелке в программной среде вычислительной гидродинамики (СББ) на компьютерной модели ступени промышленного масштаба и конструкции. Получено математическое описание комбинированной модели структуры потоков жидкости и газа на ситчатых тарелках различного диаметра.

3. Предложен метод разработки допустимого множества конструкций ступени в итерационном процессе 3Б моделирования, вычислительной гидродинамики, математического описания структуры потоков, эффективности, сравнения альтернативных вариантов и выбора, с наперед заданной точностью, оптимального варианта.

4. Получены уравнения нестационарного массопереноса в пограничном слое на капле и внутри капли вблизи границы раздела фаз и на внешней поверхности твердой частицы в ламинарном и турбулентном потоках сплошной среды. Разработан метод решения дифференциальных уравнений переноса импульса и массы в виде разложений в ряд по ортогональным функциям, что позволило перейти от уравнений в частных производных к системе обыкновенных дифференциальных уравнений относительно коэффициентов разложения. Получены уравнения массопереноса в сплошной среде, кинетические параметры массопередачи в зависимости от гидродинамических, теплофизических свойств, конструктивных параметров аппарата, которые удовлетворительно согласуются с известными экспериментальными данными.

5. Исследование гидродинамики движения легкой дисперсной фазы

методом вычислительной гидродинамики в аппаратах с перемешивающими

устройствами различных стандартных (12 типов) конструкций показало, что ни

одна из стандартных конструкций мешалок и аппаратов не дает однородного

16

распределения дисперсной фазы в объеме водной среды, отражательные перегородки, установленные по периметру, не позволяют ей погружаться на дно аппарата. Значения осевой и радиальной составляющих скорости

жидкости существенно меньше тангенциальной. Легкая дисперсная фаза концентрируется вокруг вала мешалки и стремится всплыть на поверхность сплошной.

6. Сформулирована и решена задача оптимизации технологических параметров на ступени с механическим перемешиванием дисперсной фазы (капли, твердые частицы) в сплошной среде, которая сведена к вариационной задаче на условный экстремум функционала, характеризующего максимальный поток вещества через пограничный слой на элементах дисперсной фазы. Для решения вариационной задачи предложен метод множителей Лагранжа, получены уравнения сопряженной системы, их решения и уравнения для определения оптимальных технологических параметров.

7. По заданным значениям входных и выходных параметров установки разработан метод аналитического расчета числа действительных ступеней разделения в массообменных аппаратах со ступенчатым контактом фаз в зависимости от конструкции, структуры потоков на ступени, технологических и теплофизических характеристик разделяемых смесей.

8. Предложен метод определения оптимальных технологических параметров процессов ректификации, абсорбции, экстракции, обеспечивающих максимальную движущую силу массопередачи на ступенях аппарата.

Научная значимость. Предложенные методы разработки оптимальных массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз и математического описания кинетики массопереноса в двухфазных средах вносят существенный вклад в развитие теории и практики проектирования процессов и аппаратов химических технологий.

Практическая значимость.

1. Предложенный метод расчета оптимальных конструктивных

параметров рекомендуется использовать при выборе из стандартного ряда

17

контактных устройств оптимальных конструкций ситчатых, колпачковых, клапанных тарелок с различной структурой потоков при разделении бинарных и многокомпонентных смесей.

2. Предлагается метод прототипирования оптимальной конструкции барботажной тарелки натурального размера в интерактивном режиме диалога с помощью программных систем Компас, вычислительной гидродинамики Ansys Fluent и математического моделирования кинетики массопереноса, структуры потока и эффективности ступени.

3. Разработанная методология прототипирования массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз использована при проектировании ректификационных аппаратов разделения углеводородов, абсорбции диоксида углерода, экстракции ортофосфорной кислоты из смеси углеводородов, уксусной кислоты и брома из водного раствора, многоступенчатых смесительно-отстойных аппаратов жидкостной экстракции, дегазации крошки каучука и предлагается при проектировании широкого класса установок ректификации, абсорбции, жидкостной экстракции, растворения в производстве органических продуктов, красителей, минеральных удобрений, процессов экстракции и выщелачивания из пористых материалов, кристаллизации.

4. Прототипирование промышленных аппаратов с перемешиванием позволило получить конструкцию аппарата с близким к равномерному распределению легкой дисперсной фазы в сплошной, оптимальные конструктивные и технологические параметры, обеспечивающие максимальную производительность аппарата. Разработаны три варианта аппаратов с перемешивающими устройствами новой конструкции и отражательной перегородкой, установленной на сферическом днище аппарата, защищенные патентами РФ. Реализация предложенного метода прототипирования в расчетах действующей установки двухступенчатой дегазации крошки каучука приводит к повышению производительности процесса на 8 % .

5. Применение разработанных методов при оптимизации установок ректификации ПАО «Нижнекамскнефетехим» привело к сокращению расхода греющего пара более чем на 11%, орошений на колонны ОАО «ТАИФ-НК» более чем на 12%, на установках абсорбции, растворения и кристаллизации АО "Химический завод им. Л.Я.Карпова" привело к сокращению расхода абсорбента на 10% и повышению производительности аппаратов на 8%.

Математические модели массообменных процессов со ступенчатым контактом фаз использованы при разработке, введенных в эксплуатацию и зарегистрированных в Реестре программ для ЭВМ, шести компьютерных тренажеров по обучению производственного персонала ПАО «Нижнекамскнефтехим».

Разработанные математические модели и методы прототипирования аппаратов со ступенчатым контактом фаз используется студентами и магистрами Казанского национального исследовательского технологического университета при курсовом и дипломном проектировании.

Научные публикации. По теме диссертации опубликовано 58 статей и материалов конференций, их них 33 статьи из перечня рецензируемых научных журналов, 3 патента на полезные модели, 6 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ, учебное пособие.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международных научных конференциях: «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-21, ММТТ -23, ММТТ -24, г.Саратов; ММТТ -25, г.Волгоград; ММТТ -26, г.Нижний Новгород; ММТТ -27, г.Тамбов); на Всероссийских научно-практических конференциях: «Инновации и высокие технологии в XXI веке», «Актуальные инженерные проблемы химических и нефтехимических производств и пути их решения», г.Нижнекамск, 2005, 2012г.; «Управление в технических, эргатических, организационных и сетевых системах» (УТЭОСС-2012), Москва, ИПУ; ежегодных итоговых Научных сессиях КНИТУ (Казань).

Личный вклад автора в диссертационной работе состоит в постановке целей и задач исследования, разработке методик вычислительных и физических экспериментов, разработке математических моделей, методов решения и алгоритмов расчета, непосредственном участии в получении, анализе и обобщении результатов и формировании научных выводов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 318 страницах основного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения и 4 приложений на 89 страницах. Работа содержит 17 таблиц, 116 рисунков. Библиография включает 229 наименований.

В первой главе проведен анализ методов расчета и проектирования массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз, к которым относятся тарельчатые колонны, смесительно - отстойные экстракторы, каскад аппаратов с мешалками в процессах растворения и выщелачивания. Этот класс аппаратов в процессах ректификации, абсорбции, растворения и экстракции составляет более половины всех массообменных аппаратов нефтехимической и нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности.

Во второй главе рассматривается метод разработки или выбора из стандартного ряда оптимальной конструкции барботажных тарелок массообменных аппаратов при различной структуре потоков жидкости и газа на тарелке. Оптимальные конструктивные параметры тарелки выбираются из стандартного ряда, обеспечивающие максимальное или заданное значение кпд тарелки. Рассматривается кинетический расчет оптимальной конструкции ситчатой, колпачковой и клапанной тарелок при разделении бинарных, многокомпонентных смесей. Рассматривается метод разработки оптимальной конструкции тарелки с помощью программных систем конструирования Компас, ЛшуБ, математического моделирования и оптимизации.

В третьей главе получена математическая модель процесса

массопереноса на элементах дисперсной фазы при свободном движении и в

аппаратах с перемешиванием. Математическая модель представлена в виде

уравнений нестационарного массопереноса в пограничном слое на капле и

20

внутри капли вблизи границы раздела и на внешней поверхности твердой частицы. Получены решения дифференциальных уравнений в частных производных в виде разложений в ряд по ортогональным функциями, уравнения для определения коэффициентов массоотдачи. Разработан численный алгоритм для их расчета. Приводятся результаты моделирования кинетических параметров в процессах экстракции различных систем и растворения, сравнение их с экспериментальными данными.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Елизаров Дмитрий Викторович, 2016 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Кафаров, В.В. Основы массопередачи. — М. : Высшая школа, 1972. —

496 с.

2. Рамм, В.М. Абсорбция газов. — М. : Химия, 1976. — 656 с. — 2-е изд., перераб. и доп..

3. Тимонин, А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования. Справочник. Т.1 -Калуга, «Изд-во Н. Бочкаревой», 2002, - 852 с.

4. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского. — М : ООО ИД "Альянс", 2007. — 3-е изд. — стереотипное

— 496 с.

5. Александров, И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. -М.: Химия, 1978. - 280 с.

6. Стабников, В.Н. Ректификационные аппараты: расчет и конструирование. - М. Машиностроение, 1965. - 320 с.

7. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. — М. : Химия, 1971. — 784 с.

8. Павлов, К.Ф. Романков, П.Г., Носков, А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Л. : "Химия", 1987. — 576 с.

— 10-е изд., перераб. и доп..

9. Enweremadu Energy Conservation in Ethanol-Water Distillation Column with Vapour Reœmpression Heat Pump // Distillation - Advanœs from Modeling to Appl^ations. — 2012. — C. 35-60.

10. Скобло, А.И. Трегубова, И.А., Молоканов, Ю.К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. — М : Химия, 1982. — 584 с.

11. Towler G. Sinnot R.K. Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design. — Butterworth-Heinemann, 2007. — 928 c.

12. Барбой, В. М., Гарбер, Ю. Н., Фельдман, И.Н. Аналитический метод расчета числа теоретических тарелок при ректификации неидеальных бинарных смесей // Теор. основ. хим. технол. — 1969. — Т. 3, №6. — C. 820-825.

13. Рудов, Г. Я., Плановский, А.Н. Расчет числа реальных тарелок при ректификации разбавленных растворов // Теор. основ. хим. технол.. — 1967. — Т. 1, №3. — C. 408-410.

14. Janecke, E. Uber eine ncue Darstellungsform der van't Hoffschen Untersuchung iiber ozeanische Salzablagerungen // Z. anorg. Chem. - 1906. - V. 51. - P. 132-157.

15. Murphree, E. V. Rectifying Column Calculations - With Particular Reference to N Component Mixtures // Industrial and Engineering Chemistry. — 1925. — Vol. 17, 7. — P. 747-750.

16. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепеработки / Под ред. Е.Н. Судакова. — М : Химия, 1979. — 3-е изд., перераб. и доп. : 568 c.

17. Ju Chin Chu J. RichardDonovan, B. Clifford Bosewell and L. Charles Furmeister Plate-efficiency correlation in distllling columns and gas absorbers // Journal of Applied Chemistry. — 1951. — Т. 1, №12. — C. 529-531.

18. O'connell H. E. Plate efficiency of fractionating columns and absorbes // Trans A.I.Ch.E.. — 1946. — Т. 42, №4. — C. 741-755.

19. Drickamer, H.G. Bradford J.B. Overall plate efficiency of commercial hydrocarbon fractionating columns // Trans. A.I.Ch.E.. — 1943. — Т. 39. — C. 319360.

20. Raju, K. S. N. Fluid Mechanics, Heat Transfer, and Mass Transfer: Chemical Engineering Practice. — John Wiley & Sons, Inc., 2011.

21. Douglas, L. Bennett Kenneth, W. Kovak Optimaze distillation columns // Chemical engineering progress. — 2000. — C. 19-34.

22. Машины и аппараты химических производств / Под ред. В.Н. Соколова. — Л : Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. — 384 с.

23. Stokes, G.G. On the effect of the internal friction of fluids on the motion of pendulums / G.G. Stokes // Trans. Cambridge Phi. Soc. - 1851. - V. 9. - P. 8-106.

24. Stokes, G.G. Mathematical and physical paper / G.G. Stokes. - Cambridge: Univ. Press, 1880.

25. Hadamard, J.S. Mouvement permanent lent d'une sphere liquide et visqueuse dans un liquide visqueux // Comput. Rend. Acad. Sci. (Paris). - 1911. - V. 152. - N 25. - P. 1735-1738.

26. Rybczynski, W. Über die fortschreitende Bewegung einer flussigen Kudel in einem zahen Medium // Bull. Inst. Acad. Sci. Cracow. Ser. A (Sci. Math.). - 1911. -N 1. - P. 40-46.

27. Розен, А.М. // В кн.: Экстракция, вып. 2. - М.: Атомиздат, 1962. - С. 300-314.

28. Розен, А.М., Мартюшин, Е.И., Олевский, В.М. и др.; под ред. А.М. Розена. Масштабный переход в химической технологии: разработка промышленных аппаратов методом гидродинамического моделирования - М.: Химия, 1980. - 320 с.

29. Броунштейн, Б.И., Щеголев, В.В. Гидродинамика. Массо- и теплообмен в колонных аппаратах. - Л.: Химия, 1988. - 335 c.

30. Ривкинд, В.Я., Рыскин, Г.М. Структура течения при движении сферической капли в жидкой среде в области переходных чисел Рейнольдса // Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкости и газа. - 1976. - № 1. - С. 8-15.

31. Левич, В.Г. Физико-химическая гидродинамика. - М.: Наука, 1987. -

669 с.

32. Grace, J.R., Wairegi T., Nguyen Т.Н. Shapes and velocities of single drops and bubbles moving freely through immiscible liquids // Trans. Inst. Chem. Eng. -1976. - V. 54. - N 3. - P. 167-173.

33. Розен, А.М., Беззубова, А.И. Массоотдача в одиночных каплях // Теор. основы хим. технол. - 1968. - T. 2. - № 6. - C. 850-862.

34. Розен, А.М. Массопередача при экстракции и моделирование экстракционных аппаратов // Сб. Процессы жидкостной экстракции и хемосорбции. - М.: Химия, 1966. - C. 99-112.

35. Бердников, В.И., Левин, А.М. Расчет скорости движения пузырей и капель // Теорет. основы хим. технологии. - 1980. - T. 14. - № 4. - C. 535-541.

36. Гонор, А.Л., Ривкинд, В.Я., Динамика капли // Механика жидкости и газа. - 1982. - T. 17. - C. 86-159.

37. Liang, T.B., Slofer, M.J., Liquid- liquid extraction drop formation: mass transfer and the influence of surfactant // Chem. Eng. Sci. - 1990. - V. 45. - N 1. - P. 97-105.

38. Edge, R.M., Grant, C.D., The motion of drops in water contaminated with a surface-active agent // Chem. Eng. Sci. - 1972. - N 9. - P. 1709-1721.

39. Смирнов, Н.И., Рубан, B^. Относительная скорость движения капель // Журнал прикл. химии. - 1949. - T. 22. - № 10. - C. 1068-1077.

40. Kuboi, R., Kamasawa, J., Osake, T., Fluid and particle motion in turbulent dispersion - 2. Influence of turbulence of liquid on the motion of suspended particles // Chem. Eng. Sci. - 1974. - N 3. - P. 651-657.

41. Leonard, J., G. Houghton Effect of mass transfer on the velocity of rise of bubbles in water // Nature. - 1961. - V. 190. - P. 687-688.

42. Михайлов, Г.М., Николаев, А.М., Обобщенное уравнение осаждения сферических частиц // Химия и технология топлив и масел. - 1963. - № 6. - C. 21-24.

43. Taylor, T.D., Acrivos, A. The stokes flow past an arbitraty particle. The sligntly deformed sphere // Chem. Engng. Sci. - 1964. - V. 19. - N 7. - P. 445-451.

44. Abdel-Alim, A.H., Hamielec, A.E. A theoretical and experimental investigation of the effect of internal cireulation on the drag of spherical droplets falling at therminal velocity in liquid media // Ind. And Eng. Chem. Fundam. - 1975. - V. 14. - N 4. - P. 308-312.

45. Чесноков, Ю.Г. Сила сопротивления, действующая на сферический пузырек и сферическую каплю // Журнал прикл. химии. - 1993. - T. 66. - № 8. -C.1722-1726.

46. Kiele, A.I., Treybal, R.E. Rate of raise or fall of liquid drops // A. I. Ch. E. J. - 1956. - N 4. - P. 444-447.

47. Hu, S., Kintner, R.C. The fall of single liquid drops shrough water // A. I. Ch. E. J. - 1955. - N 1. - V. 1. - P. 42-48.

48. Nakano, Y., Tien, C. Viscous incompressible non-Newtonian Flow at intermediate Reynolds number // A. I. Ch. E. J. - 1970. - N 4. - P. 569-574.

49. Лаптев, А.Г. Модели пограничного слоя и расчет тепломассообменных процессов - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 2007. - 500 с.

50. Соковнин, О.М., Загоскина, Н.В., Загоскин, С.Н. Определение скорости обтекания сферических частиц потоком неньютоновской среды // Теорет. основы хим. технологии.- 2008. - Т. 42. - № 3. - С. 283-289.

51. Броунштейн, Б.И., Железняк, А.С., Физико-химические основы жидкостной экстракции- М.: Химия, 1966. - 320 с.

52. Лященко, П.В. Гравитационные методы обогащения - 2-е изд. - Л.: Госточиздат, 1940. - 360 с.

53. Романков, П.Г., Курочкина, М.И. Гидромеханические процессы химической технологии- 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982. - 288 с.

54. Levins, D.M. Particle fluid mass transfer in a stirred vessel / D.M. Levins, J.R. Glastonbury // Trans. Inst. Chem. Engrs. - 1972. - V. 50. - N 2. - P. 132-146.

55. Орел, С.М. Растворение твердой частицы в перемешиваемой жидкости // Журнал прикл. химии. - 1988. - Т. 61. - № 7. - С. 1530-1536.

56. Орел, С.М., Ратыч, Л.Ф. О некоторых моделях процесса растворения твердых частиц в аппаратах с мешалками // Журнал прикл. химии. - 1990. - № 9. - С. 1980-1984.

57. Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / Под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. - Л.: Химия, 1990. - 271 с.

58. Брагинский, Л.Н., Бегачев, В.И., Барабаш, В.М. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета- Л.: Химия, 1984. - 336 с.

59. Келбалиев, Г.И. Коэффициенты сопротивления твердых частиц, капель и пузырей различной формы // Теорет. основы хим. технологии.- 2011. -Т. 45. - № 3. - С. 264-283.

60. Clift, R. Bubbles, Grace, J.R., Weber, M.E. drops, and particles - New York: Academic Press, 1978. - 380 p.

61. Хаппель, Дж., Бреннер, Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса //- М.: Мир, 1976. - 630 p.

62. Taylor, T.D., Acrivos, A. On the deformation and drag of a falling viscous drop at low Reynolds number // J. Fluid Mech. - 1964. - V. 18. - P. 466-476.

63. Chester, W., Breach, D.R. On the flow past a sphere at low Reynolds number // J. Fluid Mech. - 1969. - V. 37. - N 4. - P. 751-760.

64. Ockedon, J.R., Evens, G.A. The drag on the spheres at low Reynolds numbers Flow // J. Aerosol Sci. - 1972. - V. 3. - N 4. - P. 237.

65. Zаpryanov, Z., Tabakova, S. Dynamics of bubbles, drops and rigid particles- Dortrecht: Kluwer Acad. Publ., 1999. - 514 p.

66. Grace, J.R. Hydrodynamics of liquid drops in immiscible liquids / N.P. Cheremisinoff, E. Gupta (ed.) // In: Handbook of Fluids in Motion. - London: Ann Arbor Science, 1983. - P. 1003-1025.

67. Helenbrook, B.T., Edwards, C.F. Quasi-steady deformation and drag of cotaminoted liquid drops // Int. J. Multiphase flow. - 2002. - V. 28. - P. 1631-1657.

68. Maxworty, T., Grann ,C., Kurten, M., Durst, F. Experiments on the rise of air bubbles in clean viscous liquids // J. Fluid Mech. - 1996. - V. 321. - P. 421-441.

69. Sajjadi, S., Zerfa, M., Brooks, B.M. Dynamic behavior of drops in oil/water/oil dispersions // Chem. Eng. Sci. - 2002. - V. 57. - P. 663-675.

70. Chhabra, R.P. Bubbles, drops, and particles in non-newtonian fluids, 2d ed.- Boca Raton: CRC Press, 2007.

71. Rodi, W., Fueyo, N. Engineering turbulence modeling and experiments (ed.) // Proceedings of the 5th International Symposium on Engineering Measurements. - Mallorca: Elsevier Sc. Ltd., 2002.

72. Feng, Z.G., Michaelides, E.E. Heat and mass transfer coefficient of viscous Spheres // Int. J. Heat Mass Transfer. - 2001. - V. 44. - N 23. - P. 4445-4454.

73. Karamanev, D.G. Equation for calculation of the terminal velocity and drag Coefficient of solid spheres and gas bubbles // Chem. Eng. Comm. - 1996. - V. 147.

- P. 75-84.

74. Соковнин, О.М., Загоскина, Н.В., Загоскин, С.Н. Гидродинамика движения сферических частиц, капель и пузырей в неньютоновской жидкости. Аналитические методы исследования // Теорет. основы хим. технологии.- 2012.

- Т. 46. - № 3. - С. 243-257.

75. Соковнин, О.М., Загоскина, Н.В., Загоскин, С.Н. Гидродинамика движения сферических частиц, капель и пузырей в неньютоновской жидкости. Численные методы исследования // Теорет. основы хим. технологии.- 2012. - Т. 46. - № 5. - С. 540-553.

76. Соковнин, О.М., Загоскина, Н.В., Загоскин, С.Н. Гидродинамика движения сферических частиц, капель и пузырей в неньютоновской жидкости. Экспериментальные исследования // Теорет. основы хим. технологии.- 2013. -Т. 47. - № 4. - С. 422-433.

77. Гупало, Ю.П., Полянин, А.Д., Рязанцев, Ю.С. Массотеплообмен реагирующих частиц с потоком - М.: Наука, 1985. - 336 с.

78. Протодьяконов, И.О., Марцулевич, Н.А., Марков, А.В. Явления переноса в процессах химической технологии - Л.: Химия, 1981. - 264 с.

79. Лаптев, А.Г., Елизаров, В.И., Дьяконов, С.Г. Определение коэффициентов массоотдачи в сплошной и дисперсной фазах при экстракции систем жидкость - жидкость в аппаратах с перемешивающим устройством // Массообменные процессы и аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. науч. тр. - Казань: КХТИ, 1993. - С. 4-11.

80. Полянин, А.Д. Качественные особенности внутренних задач нестационарного конвективного массо- и теплообмена при больших числах Пекле // Теорет. основы хим. технологии. - 1984. - Т. 18. - № 3. - С. 284-296.

81. Ягодин, Г.А., Каган, С.З., Тарасов, В.В. Основы жидкостной экстракции - М.: Химия, 1981. - 400 с.

82. Левич, В.Г., Крылов, В.С., Воротилин, В.П. К теории нестационарной диффузии из движущейся капли // ДАН СССР. - 1965. - Т. 161. - № 3. - С. 648651.

83. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Лаптев, А.Г. Моделирование массоотдачи в сплошной и дисперсной фазах при движении капель в экстракторах // Инж.-физ. журн. - 1993. - Т. 65. - № 1. - С. 13-18.

84. Трейбал, Р.Е. Жидкостная экстракция / Пер. с англ. под ред. С. 3. Кагана. - М.: Химия, 1966. - 724 с.

85. Шервуд, Т., Пигфорд, Р., Уилки, Ч. Массопередача- М.: Химия, 1982. - 696 с.

86. Лаптев, А.Г. Модели переноса и эффективность жидкостной экстракции - Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2005. - 229 с.

87. Ландау, А.М., Железняк, А.С. Корреляция величин коэффициентов массопереноса в процессах жидкостной экстракции для капель диаметром 0.280.8 см // Журн. прикл. химии. - 1970. - Т. 43. - № 5. - С. 1074-1079.

88. Аюпов, Л.Г. Математическая модель разделительной способности и реконструкция тарельчатых экстракторов: Дис. канд. техн. наук. - Казань: КГТУ, 2000.

89. Гончаренко, Г.К., Готлинская, А.П. Влияние интенсивности перемешивания на массопередачу при экстрагировании в системе жидкость -жидкость // Журн. прикл. химии. - 1967. - № 32. - C. 594-598.

90. Холланд, Ф., Чапман, Ф. Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов- М.: Химия, 1974. - 208 с.

91. Mujumder, A.S., Huang, B., Wolf, D. Turbulence parameters in a stirred tank // Can. J. Chem. Eng. - 1970. - V. 48. - N 5. - P. 475-483.

92. Kim, W.J., Manning, F.S. Turbulence energy and intensity spectra in a baffled, stirred vessel // A. J. Sh. E. J. - 1964. - V. 10. - N 5. - P. 747-751.

93. Каган, С.З., Ковалев, Ю.Н., Ильин, В.И. Определение коэффициентов массоотдачи в сплошной фазе для систем жидкость - жидкость в проточном смесителе // Журн. прикл. химии. - 1967. - Т. 40. - № 11. - С. 2478-2481.

94. Colburn, A. P. Simplified calculation of diffusional processes / A.P. Colburn // Ind. Eng. Chem. - 1941. - V. 33. - P. 459-462.

95. Kirschbaum E. Wirkung von Rektifizierboden und zweckmassige Flussigkeits-fuhrung // Forsch. Ing. Wes.. — 1934. — Т. 5. — C. 245.

96. E. Kirschbaum Berechnung von Rektifizier-Glockenböden // Chemie Ingenieur Technik. — 1956. — Т. 28, 11. — C. 713-721.

97. O. Levenspiel Longitundial mixing fluids flowing in circular pipes // IEC. — 1958. — 50. — C. 343-346.

98. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Горенштейн, Б.М. Структура потока жидкости на ситчатых барботажных тарелках // Журн. прикл. химии. — Т. 42, №2. — C. 318.

99. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Горенштейн, Б.М. Массообмен в одиночной трубе // Теор. основы хим. технол. — 1968. — Т. 2. — C. 628.

100. Александров, А.И., Скобло, И.А. // Хим. и технол. топл. и мас.. — 1962. — Т. 1. — C. 45.

101. Абдулкашапова, Ф.А. Определение парметров комбинированых моделей структуры потока вариационным методом. Диссертация на соискание степ. к.т.н.. — Казань, 1993. — 156 c.

102. Дьяконов, С.Г. Елизаров, В.И., Абдулкашапова, Ф.А. Определение парметров комбинированной модели структуры потока вариационным методом // Теор. основ. хим. технол.. — 1992. — Т. 26, №6. — C. 771-778.

103. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Комиссаров, Ю.А., Ефанкин, В.Г. Исследование структуры потока жидкости на ситчатых тарелках // Теор. основы хим. технол.. — 1974. — Т. 8, №5. — C. 732-738.

104. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Эльмурзаев, А.Ш., Анисимов, А.В. Комбинированная математическая модель структуры потока жидкости на тарелке с туннельными колпачками // Теор. основы хим. технол.. — 1973. — Т. 7, №6. — С. 884-891.

105. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Нароян Редди, М., Бельков, В.П. Комбинированная модель структуры жидкостного потока на колпачковой барботажной тарелке // Теор. основы хим. технол.. — 1969. — Т. 3, №3. — С. 483-484.

106. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Комиссаров, Ю.А. и др. Исследование структуры потока жидкости на клапанной тарелке // Тр. Москов. хим.-технол. ин-та.. — 1975. — №88. — С. 118-120.

107. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Комиссаров, Ю.А. и др. Комбинированная математическая модель структуры потока жидкости на клапанной барботажной тарелке // Тр. Москов. хим.-технол. ин-та. — 1975. — №88. — С. 127-129.

108. Арафа, М.А., Чехов, О.С., Исследование влияния гидравлических параметров клапанной тарелки на степень продольного перемешивания жидкости // Теор. основы хим. технол.. — 1972. — Т. 6, №3. — С. 343-354.

109. Гинзбург, М.С., Круглов, С. А. Исследование эффекттивности массопередачи на клапанной прямоточной тарелке с учетом гидродинамической модели потока // Теор. основы хим. технол.. — 1980. — Т. 14, №2. — С. 289-292.

110. Берковский, М.А., Шейнман, В.А., Лебедев, Ю.Н. и др Гидродинамические и массообменные характеристики ректификационной тарелки с трапецевидными клапанами // Химия и технол. топлив и масел. — 1982. — №5. — С. 16-18.

111. Выборнов, В.Г., Александров, И.А., Зыков, Д.Д. Влияние поперечной неравномерности потока пара и жидкости на эффективность работы тарелок с перекрестным током // Теор. основы хим. технол.. — 1971. — Т. 5, №6. — С. 779-788.

112. Задорский, В.М., Васин, Н.В. Испытание клапанных тарелок новой конструкции // Химич и нефт. машиностроение. — 1971. — №7. — С. 15-17.

113. Розен, А.М., Весновский, В.С., Муравьев, Л.Л., Красиков, А.Н. Перемешивание жидкости на клапанных прямоточных и ситчатых тарелках // Теор. основы. хим. технол.. — 1977. — Т. 11, №5. — С. 797-803.

114. Родионов, А.И., Петушинский, Л.Н., Семенихин, Л.М. Исследование кинетики массообмена в жидкой фазе на клапанных тарелках // Теор. основы хим. технол.. — 1974. — Т. 8, №4. — С. 502-506.

115. Александров, И. А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей. — Л. : "Химия", 1975. — 320 с.

116. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Нароян Редди, М., Бельков, В.П. Продольное перемешивнаие жидкости на колпачковой барботажной тарелке // Журн. прикл. химии. — 1971. — Т. 44, №8.

117. Кафаров, В.В., Шестопалов, В.В., Горенштейн, Б.М. Структура потока жидкости на барботажных тарелках // Журнал прикл. химии. — 1969. — Т. 42, №2. — С. 368-375.

118. Данилычев, И.А., Плановский, А.Н., Чехов, О.С. Исследование перемешивания на ситчатых тарелках и методика расчета тарельчатых масообменных аппаратов // Хим. пром-ть. — 1964. — №6. — С. 461-465.

119. Розен, А.М., Лаповок, Л., Елатомцев, Б. К вопросу о гидродинамическом моделировании противоточных аппаратов большого диаметра // Хим. и нефтехим. машиностроение. — 1964. — №4. — С. 14-20.

120. Розен, А.М., Аксельрод, Л.С., Дильман, В.В. Некоторые вопросы масштабного перехода при разработке массообменных аппаратов // Теорет. основы хим. технологии. — 1967. — Т. 1, 4. — С. 446.

121. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.В., Елизаров, В.И. Теоретические основы проектирования промышленных аппаратов химической технологии на базе сопряженного физического и математического моделирования. Казань.: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2009.

122. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Кафаров, В.В. Сопряженное физическое и математическое моделирование промышленных аппаратов // Докл. АН СССР. 1985. Т.282. №5. С. 1195.

123. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Кафаров, В.В. Сопряженное физическое и математическое моделирование в задачах проектирования промышленных аппаратов // Журн. прикл. химии. 1986. Т. 59. № 9. С. 1927.

124. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Кафаров, В.В. Построение математических моделей на основе сопряженного физического и математического моделирования // Тез. докл IV Всесоюзн. конф. Математическое моделирование сложных химико-технологических систем. Одесса, 1985. С. 41.

125. Кафаров, В.В., Дорохов, И.Н. Системный анализ процессов химической технологии - М.: Наука, 1976. - 499 с.

126. Кузнецов, С.П. Динамический хаос: курс лекций - М.: Физматлит, 2006. - 355 с.

127. Гленсдорф, П., Пригожин, И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций - М.: Мир, 1975. - 280 с.

128. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Израйлев, Б.М. Сопряженное физическое и математическое моделирование диффузионного пограничного слоя// Межвуз. сб. «Массообменные процессы и аппараты химической технологии». Казань. 1987. С. 53.

129. Дьяконов, Г.С. Приближенная теория термического уравнения состояния//Вестник Казанск. технол. ун-та. 2013. №4. С.33-38.

130. Дьяконов, Г.С. Алгоритм прототипирования аппаратов разделения веществ// Вестник Казанск. технол. ун-та. 2013.№5. С.186-190.

131. Рид, Р., Праусниц, Дж., Шервуд, Т. Свойства газов и жидкостей - Л.: Химия, 1982. -652 с.

132. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.В., Елизаров, Д.В., Мерзляков, С.А. Определение эффективности контактных устройств на основе

гидродинамической аналогии // Вестник Казанск. технол. ун-та. 2009. №3.Ч.1. С.57-63.

133. Мерзляков, С.А., Елизаров, В.В., Елизаров, Д.В. Определение эффективности ректификационной колонны для разделения смеси бензол -толуол при полном перемешивании жидкости на ситчатых тарелках // Вестник Казанск. технол. ун-та. 2012. №8.Т.15. С.263.

134. Елизаров, В.И., Елизаров, Д.В., Мерзляков, С.А., Дьяконов, С.Г. Определение эффективности колонных массообменных аппаратов на основе аналогии переноса импульса и массы в барботажном слое на тарелках// Теорет. основы хим. технологии.2012. Т.46.№5. С.483.

135. Кольцова, Э.М., Третьяков, Ю.Д., Гордеев, Л.С., Вертегел, А.А. Нелинейная динамика и термодинамика необратимых процессов в химической технологии - М.: Химия, 2001, 408 с.

136. Технология цифровых прототипов. Вопросы и ответы. [Электронный ресурс]. URL: http://www.autodesk.ru/adsk/servlet /index?siteID=871736&id=12098379. (Дата обращения: 28.04.2016).

137. Гизела Д. Уилсон, Майкл Фосетт Технология цифровых прототипов: Autodesk повышает конкурентоспособность средних и малых производственных предприятий по всему миру. Часть I // CAD/CAM/CAE Observe — 2009. — №46. — C. 55-59.138. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Лаптев, А.Г. Модель массоотдачи в барботажном слое контактного устройства на основе концепции активного (входного) участка // Теор. основы хим. техно. — 1991. — Т. 25, 6. — C. 783-795.

139. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теоретическая физика. — М : Гостехтеоретиздат, 1953. — Т. Т. VI. Механика сплошных сред. Часть 1. : 788 c.

140. Исаченко, В. П., Осипова, В. А., Сукомел, А. С. Теплопередача. — М : Энергоиздат, 1981. — Издание 4-е перераб. и дополненное. : 415 c.

141. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.В., Елизаров, В.И Теоретическе основы проектирования промышленных аппаратов химической технологии на базе

сопряженного физического и математического моделирования. — Казань : КГУ, 2009. — 496 с.

142. Колтунова, Л.Н., Аэров, М.Э. Массоотдача на начальном участке газовой струи, вытекающей в жидкость // Теор. основы хим. технол. — 1982. — Т. 16, 2. — C. 161-166.

143. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Лаптев, А.Г. Теоретические основы и моделирование процессов разделения веществ. — Казань : Из-во казанск. ун-та, 1993. — 438 с.

144. Елизаров, В. И., Елизаров, Д. В., Мерзляков, С. А., Дьяконов, С. Г. Определение эффективности колонных массообменных аппаратов на основе аналогии переноса импульса и массы в барботажном слое на тарелках // Теор. основы. хим. технол. — 2012. — Т. 46, 5. — C. 483-490.

145. Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1976. -

888 с.

146. Лащинский, А.А., Толчинский, А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. — М : Альянс, 2008. — 3-е изд., стереотипное : 752 с.

147. Р. Рид Дж., Праусниц, Т. Шервуд Свойства газов и жидкостей: справочное пособие / перев. Соколов Б.И.. — Л : Химия, 1982. — 592 с.

148. Бояринов, А.И., Кафаров, В.В. Методы оптимизации в химической технологии. - М.: Химия, 1975. - 576 с.

149. Елизаров, Д.В., Камалиев, Т.С., Мерзляков, С.А. Выбор проектируемых параметров барботажных тарелок по заданной степени извлечения компонентов жидкой смеси // XXIV Международная научная конференция Математические методы в технике и технологиях ММТТ -24. — Саратов, 2011. — Т. 7. — C. 66-67.

150. Мерзляков, С.А., Елизаров, В.В., Елизаров, Д.В. Определение эффективности ректификационной колонны для разделения смеси бензол -толуол при полном перемешивании жидкости на ситчатых тарелках // Вестник Казан. технол. ун-та. — 2012. — Т. 15, 8. — C. 263-268.

151. Елизаров, В.И., Елизаров, Д.В. Выбор оптимальных конструктивных параметров ситчатых и клапанных тарелок ректификационных аппаратов // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2013. - №12 - С.187-190.

152. Елизаров, Д.В. Кинетика массопереноса при жидкостной экстракции в аппаратах с перемешиванием // Журн. прикл. химии. - 2013. - Т. 86. - № 2. -С. 246-252.

153. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.В., Камалиев, Т.С., Дьяконов, С.Г. Кинетика растворения и роста элементов мелкодисперсной твердой фазы в аппаратах с перемешиванием / С.Г. Дьяконов, В.В. Елизаров, Д.В. Елизаров, Д.А. Кириллов // Теор. основы хим технол. - 2011. - Т. 45. - № 4. - С. 400-408.

154. Камалиев, Т.С. Кинетика массопереноса и эффективность смесительно - отстойных и тарельчатых аппаратов в процессах жидкостной экстракции: Дис. канд. техн. наук. - Казнь, КНИТУ, 2014.

155. Елизаров, Д.В., Елизаров, В.И., Камалиев, Т.С. Массоперенос к капле жидкости в ламинарном потоке сплошной среды // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2013. - Т. 16. №12 - с. 201-205.

156. Елизаров. Д.В., Елизаров, В.В., Камалиев, Т.С. Кинетика массопереноса в пограничном слое на внутренней поверхности капли в процессе жидкостной экстракции // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2013. - Т. 16. №12 - с. 182-186.

157. Железняк, А.С., Броунштейн, Б.И. Массопередача при экстракции единичными каплями // Журн. прикл. химии. - 1963. - Т. 26. - № 11. - С. 24372445.

158. Каденская, Н.И., Железняк, А.С., Броунштейн, Б.И. Исследование массопереноса в экстракционной распылительной колонне // Сб. Процессы химической технологии. - М.: Наука, 1965. - С. 215-218.

159. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Лаптев, А.Г. Моделирование массоотдачи в дисперсной фазе системы жидкость - жидкость с подвижной поверхностью раздела // Массообменные процессы и аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. науч. тр. - Казань: КХТИ, 1991. - С. 4-14.

160. Лаптев, А.Г., Елизаров, В.И., Дьяконов, С.Г., Зайкова, О.В. Математическое моделирование массоотдачи при перемешивании двухфазных сред // Журн. прикл. химии. - 1993. - Т. 6. - № 3. - С. 531-536.

161. Дьяконов, С.Г., Сосновская, Н.Б., Клинова, Л.П. Исследование диффузионных пограничных слоев методом голографической интерферометрии // ДАН СССР. - 1982.- T. 264.- № 4.- С. 905-908.

162. Клинова, Л.П., Сосновская, Н.Б., Дьяконов, С.Г. Массообменные процессы и аппараты химической технологии // Межвуз. сб.-Казань.: КХТИ. -1987. - с. 114-125.

163. Дьяконов, С.Г., Сосновская, Н.Б., Клинова, Л.П. Механизмы и уравнения массопереноса между мелкодисперсной твердой фазой и многокомпонентной жидкостью при перемешивании // XII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии: Реф. докл. и сообщений.- №5. М.: Наука.-1981. - с. 40-41.

164. Кочин, Н.Е., Кибель, И.А., Розе, Н.В. Теоретическая гидромеханика -Ч. 2. - М.: Наука, 1963. - 727 с.

165. Колмогоров, А.Н. Рассеяние энергии при локальной изотропной турбулентности // ДАН СССР. - 1941.- T. 32.- № 1.- С. 19-21.

166. Batchelor, G.K. Mass transfer from small particles suspended in turbulent fluid // J. Fluid Mech. - 1980. - V. 98. - N 3. - P. 609-623.

167. Harriott, P. Mass transfer to particles. Part I. Suspended in agitated tanks// A. I. Ch. E. J. - 1962. - V. 8. - N 1. - P. 93-101.

168. Рейхсфельд, В.О., Шеин, B.C., Ермаков, В.И. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука- М: Химия, 1985. - 264 с.

169. Шеин, B.C., Ермаков, В.И. Выделение синтетических каучуков -М.: Химия, 1977.- 152 с.

170. Ермаков, В.И., Шеин, B.C., Рейхсфельд, В.О. Инженерные методы расчета процессов получения и переработки эластомеров - М: Химия, 1982.334 с.

171. Стренк, Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Ф. Стренк.; пер. с польск. под ред. И.А. Щупляка - Л.: Химия, 1975, 384 с.

172. Штербачек, 3., Тауск, П. Перемешивание в химической промышленности. - Л. Госхимиздат, 1963.-240 с.

173. Васильцев, Э.А., Ушаков, В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред - Справочное пособие. - Л.: Машиностроение, 1979.-272 с.

174. Bradshaw, P., Ferris, D.H., Atwell, N.P. Calculation of Boundary Layer Development Using the Turbulent Energy Equation // Journal of Fluid Mechanics, Vol. 28, Pt.3 , p. 593-616.

175. Nee, V.W., Kovasznay, L.S.G. The calculation of the incompressible Turbulent Boundary Layer by a Simple Theory- Physics of Fluid, Vol. 12, p. 473.

176. Kolmogorov, A.N. Equations of turbulent motion of an incompressible fluid // Izvestia Academy of Sciences, USSR; Physics, 1942. p.56-58.

177. Wilcox, D.C. Turbulence Modeling for CFD. California, 1994.

178. Chou, P.Y. On the Velocity Correlations and the Solution of the Equations of Turbulent Fluctuation // - Quart. Appl. Math., Vol. 3, 2002. - p. 38.

179. Jones, W.P., Launder, B.E. The prediction of laminarization with a two-equation model of turbulence - Int. J. Heat Mass Transfer, 15 1972. p.301-314.

180. Montante, G., Micale, G., Magelli, F., Brucato, A. Experiments and CFD predictions Of solid particle distribution in a vessel agitated with four pitched blade turbines // Chemical Engineering Research and Design, 79, 8, 2001. p. 1005-1010.

181. Nagata, S. / S. Nagata, T. Jokoyama, N. Joshika // Mem. Fac.Engng Kyoto Univ., 1955, v17, № 3, p.175 - 186.

182. Nagata, S. / S. Nagata, T. Jokoyama, N. Joshika // Ibid., 1959, v. 21, № 3, p. 260 - 269.

183. Карасев, И.Н. Теория и практика перемешивания в жидких средах. -М.: НИИТЭхим, 1971, с. 30 - 31.

184. Демьянова, Е. М., Палушенко, И.С. Исследование движения жидкости в гладкостенном аппарате с мешалкой // Теория и практика перемешивания в жидких средах. - М.: НИИТЭхим, 1973, с. 24 - 26.

185. Брагинский, Л. Н., Бегачев, В. И., Маньковский, О. Н., Барабаш, В. М. // Теор. основы хим. технологии, 1974, т. 8, № 4, с. 5907 - 596.

186. Брагинский, Л. Н., Бегачев, В. И., Кофман, Г.З. // Теор. основы хим. технологии, 1968, т. 2, № 1, с. 128 - 131.

187. Брагинский, Л. Н., Бегачев, В. И., Маньковский, О. Н., Барабаш, В. М. // Теор. основы хим. технологии, 1975, т. 5, № 2, с. 287 - 295.

188. Blei, S., Ho C.A., Sommerfeld H. A stochastic droplet collision model with consideration of impact efficiency // Conference Proceedings. ILASS-Europe Zaragova, 2002.

189. Böttner C. Über den Einfluss der electrostatistischen Feldkraft auf turbulente Zweiphasenströmungen, numerische Modellirung mit der Euler-Lagrange-Methode. // PhD thesis, Universität Halle-Wittenberg, 2002.

190. Sommerfeld, M. Modellirung und numerische Berechnung von partikelbeladenen turbulenten Strömungen mit Hilfe des Euler Lagrange Verfahrens// Habilitationsschrift, Universität Erlangen-Nürnberg, Shaker Verlag, Aahen, 1996.

191. Brucato, A., Grisafi, F., Montante, G. Particle drag coefficients in turbulent fluids // Chem. Eng. Sci., 53, 1998. p.3295-3314.

192. Magelli, F., Fajner, D., Nocentini, G., Pasquali, G. Solid concentration profiles in slurry reactors stirred with multiple impellers: recent results // Engineering Foundation Conference - Mixing XI, New England College, Henniker N.H., USA, 1987.

193. Magelli, F., Fajner, D., Nocentini, M., Pasquali, G. Solid distribution in vessels stirred with multiple impellers // Chem. Eng. Sci., 45, 3, 1990. p. 615-625.

194. Montante, G., Micale, G., Magelli, F., Brucato, A. Experiments and CFD predictions Of solid particle distribution in a vessel agitated with four pitched blade turbines // Chemical Engineering Research and Design, 79, 8, 2001. p. 1005-1010.

195. Montante, G., Magelli, F. Modelling of solid distribution in stirred tanks: analysis of simulation strategies and comparison with experimental data // Accepted to International Journal of Computational Fluid Dynamics, 2004.

196. Montante, G., Rondini, D., Bakke,r A., Magelli, F. CFD predictions of solid concentration distributions in a baffled stirred vessel agitated with multiple PBT impellers // CHISA 2002, Prague, 2002. p. 25-29.

197. Pinelli, D., Nocentini, M., Magelli, F. Solids distribution in stirred slurry reactors: influence of some mixer configurations and limits to the applicability of a simple model for predictions // Chem. Eng. Comm., 118, 2001. p.91-107.

198. Schiller L., Naumann, A // Z. Ver. Deutsch. Ing., 77 1935. p. 318.

199. Morsi, S. A., Alexander, A. J. An Investigation of Particle Trajectories in Two-Phase Flow Systems //. J. Fluid Mech., 55(2), September 26, 1972. p.193-208.

200. Syamlal, M., O'Brien T.J. Computer Simulation of Bubbles in a Fluidized Bed // AIChE Symp. Series, 85, 1989. p.22-31.

201. Wen, C.-Y. Mechanics of Fluidization / C.-Y. Wen, Y. H. Yu //. Chem. Eng. Prog. Symp. Series, 62, 1966. p.100-111.

202. Пат. 85894 RU, 2009105046/22 Устройство аппарата для дегазации крошки каучука / В.И. Елизаров, Д. А. Кириллов, Д.В. Елизаров. - заявлено 13.02.2009; опубл. 20.08.2009, Бюл. № 23.

203. Пат. 85895 RU, 2009105049/22 Устройство аппарата для дегазации крошки каучука / В.И. Елизаров, Д. А. Кириллов, Д.В. Елизаров. - заявлено 13.02.2009; опубл. 20.08.2009, Бюл. № 23.

204. Пат. 85896 RU, 2009105050/22 Устройство аппарата для дегазации крошки каучука / В.И. Елизаров, Д. А. Кириллов, Д.В. Елизаров. - заявлено 13.02.2009; опубл. 20.08.2009, Бюл. № 23.

205. Дьяконов Г.С., Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.В., Елизаров, Д.В. Прототипирование промышленных аппаратов разделения веществ // Теор. осн. хим. технол., 2014. - Т. 48, № 3 - С. 249-259.

206. Кириллов, Д. А., Елизаров, В.В., Елизаров, Д.В. Оптимизация процесса дегазации крошки каучука способом реконструкции внутренних устройств аппарата // Изв. вузов. Химия и хим. технология. - 2011. - Т. 54. - №. 4. С. 104-109.

207. Щиголев, Б.М. Математическая обработка наблюдений - М. Наука. 1969г. 344 с.

208. Зажигаев, Л.С. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента - М Атомиздат. 1978г. 232с.

209. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.В., Елизаров, Д.В., Кириллов, Д.А. Оптимизация процессов растворения и кристаллизации мелкодисперсной твердой фазы в аппаратах с перемешиванием // Теор. основы хим. технологии. - 2011. - Т. 45. - №5 - С. 529-540.

210. Гельфанд, И.М., Фомин, С.В. Вариационное исчисление- М.: Физматгиз, 1967. С. 228.

211. Мерзляков, С.А., Елизаров, Д.В., Елизаров, В.И. Математическое моделирование и оценка процесса массопереноса в барботажном слое по степени извлечения // Вестник Казан. технол. ун-та. — 2011. — 19. — С. 199206.

212. Мерзляков, С.А., Елизаров, Д.В., Елизаров, В.В. Определение эффективности контактных ступеней процесса разделения компонентов по степени извлечения // Вестник Казан. технол. ун-та. — 2011. — 9. — С. 140145.

213. Мерзляков, С.А., Елизаров, Д.В., Елизаров, В.В. Оценка эффективности разделения компонентов по степени извлечения // XXIV Международная научная конференция Математические методы в технике и технологиях ММТТ-24. — Саратов, 2011. — Т. 3. — С. 97-99.

214. Елизаров, В.И., Елизаров, Д. В., Мерзляков, С. А., Дьяконов, С. Г. Определение числа действительных ступеней разделения колонных массообменных аппаратов // Теор. основы хим. технол.. — 2012. — Т. 46, 6. — № 6. — С. 603-611.

215. Елизаров, В.И. Елизаров, Д.В., Дьяконов, С.Г. Приближенные метод расчета числа теоретических и действительных ступеней разделения газовых смесей в процессах абсорбции // Изв. вузов. Химия и хим. технология, - 2013. -Т. 56. - вып. 11. - С. 111-117.

216. Елизаров, Д.В., Елизаров, В.И., Камалиев, Т.С. Метод приближенного расчета процесса многоступенчатой жидкостной экстракции // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2013. - № 7. - С. 8-11.

217. Елизаров, Д.В., Камалиев, Т.С. Определение числа ступеней экстрагирования в процессе очистки сточных вод // Вестник Казанского техн. университета. - 2012. - Т. 15. - № 19. - С. 24-26.

218. Галеев, Э.Р. Предпроектная разработка технологических аппаратов и систем при переменных параметрах сырья. Диссертация на соискание степ. к.т.н.. — Казань, 2008. — 183 с.

219. Елизаров, В.В. Моделирование процесса и реконструкция установки разделения водногликолевого раствора на производстве окиси этилена. Дисс. на соискание степ. к.т.н.. — Казань, 2004. — 166 с.

220. Соколов, В.Н., Доманский, И.В. Газожидкостные реакторы. - Л.: Машиностроение, 1976. - 216 с.

221. Клетник, Ю.Б. О некоторых тройных системах вода - диоксан -электролит // Журн. общей химии. - 1957. - № 8. - С. 2026-2029.

222. Гандельман, Х.К. Определение коэффициентов массоотдачи для систем жидкость - жидкость в ячейке с перемешиванием // Журн. прикл. химии

- 1979. - № 7. - С. 1511-1516.

223. Темкин, М.И. Перенос растворенного вещества между турбулентно движущейся жидкостью и взвешенными в ней частицами // Кинетика и катализ.

- 1977. - Т. 18. - № 2. - С. 493-496.

224. Дьяконов, С.Г., Елизаров, В.И., Елизаров, Д.В., Камалиев, Т.С. Математическое моделирование процесса жидкостной экстракции в многоступенчатых противоточных аппаратах // Журн. прикл. химии. - 2013. -Т. 86. - № 8. - С. 1228-1235.

225. Елизаров Д.В., Елизаров В.В., Мерзляков С.А. Выбор оптимальных конструктивных параметров тарелки из стандартного ряда контактных устройств // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2014. - Т. 17. - № 20. - С. 248-250.

226. Елизаров Д.В., Елизаров В.В., Мерзляков С.А. Алгоритм проектирования промышленных массообменных аппаратов разделения углеводородов // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2014. - Т. 17. - № 24. - С. 187189.

227. Елизаров Д.В., Елизаров В.В., Мерзляков С.А., Устинов Б.С. Выбор оптимальной конструкции ситчатой тарелки из каталога стандартных контактных устройств // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2015. - Т. 18. - № 9. -С. 143-146.

228. Елизаров Д.В., Елизаров В.В., Мерзляков С.А., Дьяконов С.Г. Приближенный расчет кинетических параметров массопереноса в аппаратах с перемешиванием дисперсной фазы в сплошной среде // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2015. - Т. 18. - № 20. - С. 83-87.

229. Елизаров Д.В., Елизаров В.В., Мерзляков С.А. Постановка задачи гидродинамического моделирования контактных устройств средствами вычислительной гидродинамики в среде Fluent Ansys // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2015. - Т. 18. - № 22. - С. 145-148.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

У ТВЬРЖДЛГО

РАСЧЕТ

гишолвг

«некамскнефтехим»

_11.Р, Гнльмутдинов

экономического эффекта, полученного 1а 6 месяцев 2006 гч за счет оптимизации технологического процесса на газофракцнон пруклцей у^ановке ЦГФУ-2 завода ДБ и У ВС в связи с изменением состава ШФЛУ.

Состав и расход широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), поступающей на переработку в ЦГФУ-2 существенно отличаются от проектного варианта. При этом содержание одних компонентов в исходной смеси ниже, других выше проектного значения в 1.5 - 2 рнза. Нагрузка на установку составляет в некоторые периоды эксплуатации .¡ишь 50 % от проектной.

Снижение нагрузки по сырью, изменение состава ШФЛУ приводит к понижению эффективности процесса, при этом существующие параметры технологического режима установки не соответствуют оптимальным.

11роведе[1ньш анализ технологического процесса выявил возможность повышения эффективности установки за счет выбора оптимальных технологических параметров при переменных параметрах сырья, что позволяет сократить расход тепла па установку при заданных техническими условиями (ТУ) еостада.ч продуктов разделения.

Сокращение расхода тепла достигнуто 1а счет снижении фле! мовых ЧИСел на ректификационных колоннах К-2, К-3, К-4, К-5 ЦГФУ-2,

За базу сравнения приняты показатели работу установки за первые 5 месяцев 2006 г.

Экономический 'эффект рассчитан за 6 месяцев {июнь-ноя бри 2006 г.

Экономический эффект определяется согласно рекомендациям по комплексной оценке научно-технических мероприятий, осуществляемых на предприятиях и в организациях нефтеперерабатывающей н нефтехимической промышленности.

Данные для расчета

Л п/п Показатель Ед. измер. До внедрения Посяе внедрения Сокращение

1 Объем производства ти 133 133 -

2 Расход тепла на колОННЫ

К-1Л£:К-Ш 9.44 9,44 -

К-2 7.68 6.03 1.65

К-2 ДП 3.65 3.65 -

К-2 ЦГФУ- ] К-3 Гкал.'ч 5.08 12,03 5, ОН 9,23 2.8

К-3 IД1 ФУ-1 12.28 12.28 -

К-4 1М 5.88 2

. К-5 24.79 21,83 2,96

К-6 0.34 0.34 —

3 Р«сщ тепла на установку Г кил 33-17 73.76 У.Л

-1 Расход гепли на

установку та 6 месяцев 2№б г. Г кал 332Ш 295040 37640

5 Стоим ОСТ 1. ltll.Hl при цене 323 руб. за 1 Г кал мл и. руб. 107.456 ,29В 12,158

6 Затраты на внедреЕме млн. 0.45

руб.

3=12-1?Я-(Ы5=11.70Ы млн. руб.

Начальник технического управления ОАО V Н И * иекамскне фтехн м »_

! лаькый инженер запола ДЬ и У ВС ОАО «Нижненамскнефтехнм»._

Начальник ПЭО завода ДБ и У ВС

ОАО «Ннжнекшскнефтехнм»,_£ ..-„. _Л,М. Ваэеева

{тилИи,}7>

.0 «ТАИФ - НК»

/

И. H. Богомазов

а 20 я ссЕггября 2(115г.

РАСЧ ET

экономического эффекта, полученного за 12 месяцев 2014 - 201 > гг.. ла счет оншммдецим технологического процесса на установках 50ЛОУ АВТ»,

«Кагал ишческого крекинга», «Регенерата монили^шешламипа», «Отпарка кислой воды», «Внсбрекинг», «Получения МТЬЭ н ГАМЭ» ОАО «I АИФ НК» и связи с изменением состава сырья, выполненной по детвору о ишрчееком сотрудничестве Между ОАО «ТАИФ - НК» и Нижнекамском химико-технологичоскям институтом (филиалом) фил«рольного государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический унирсрситет» (I1ХТ11 (филиал) ФГ'БОУ В1Ю «КИШ У»)

СГоетап и расход сырья, поступающих на переработку установок «ЭЛОУ «Каталитического крекинга», Регенерация монодИУгаНоламНнэ», «Отпарка кислой води», «Рисбрекинг», «Получения МТБЭ н ГАМЭ», существенно отличаются от проектных значений.

Снижение нагрузки по сырью, изменение состава с ирья приводит к понижению эффективности процесса, при этом существующие параметры технологического режима установки не соответствуют оптимальным.

Проведенный анализ технологического процесса уст^нов!» выявил возможность повышения эффективности установок за счет иыоора оптимальных технологических параметров при переменных параметрах сырья, что позволяет сократить расход тепла при заданных техническими условиями (ТУ) составах продуктов разделения.

Сокращение расхода тепла достш'нуто за счет снижения острого и циркуляционного орошений наследующих ректификационных колоннах:

¡. Завода Бензинов.

К - 202. К - 305, К - 401, К -402, К-403, Кт ■■ 825, Kî 2, Нефтеперерабатывающего завода*

К - 2. К - 6. К - 7, К - 9, DA - 401, DA - 40!. DA SOLDA 603, DA S05

Зи базу сравнения приняты показатели работы установок за пераые 5 месяцев 2014

года.

Экономический эффект рассчитан за 12 месяиев 2014 -2015 гг.

Экономический ^ффеитг определяется согласно рекомендациям, по комплексной оценке, научно - технических мероприятий, осуществляемых на предприятиях и в организациях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

DA-803.

А* н/п И ркача'пе.чь Ео. изж'р. До внедр&тн Посла внедрения Сокращение

1 Объем производства млн. т.тод 9,3« •>,30

2 Расход тепла на колонны Гкал'ч

К-2 6,04 5,3! 0,73

К-6 0 л 0,19 0,02

К-7 0,28 0,25 0,03

К-9 0,84 0,74 в,1Й[

РЛ'ЗОЗ 0,65 0,09

13А-805 1,09 19,96 0,13

иА-401 6,76 5,95 0,81

ОА-5Ш 1,15 1,01 <М 4

ОЛ-йОЗ 0,63 П,56 1М17

К-202 11,6.1 11,56 0.07

К-305 2,311 2.02 0,28

К-401 4,52 3,98 0,54

К-402 0,911 «.80 0,10

К-403 1,47 1,29 0Д8

Кт-325 2,08 1,83 0,25

Кт-850 2,43 2,14 0,24

Рисход ЛНЛа нпзивод Гкеш'ч 32,07 28,24 3,83

4 Расход тепла яа 12 месяцев. Гкал 23* 560 225 №20 30 640

5 Стоимость теггла при цене 630,41 руб. та 1 Гкал млн, руб. 161,74 142,42 19,32

6 Затраты на п-недренне млн. руб. 0

ЭконачЕпесигй эффект от внедрения п редло е иных решений составляет: 9.32-0=19, 32

t1t.il). I аиГш ШН

И.Г, Фан .1 дин

В. В. Дяшзиоц

Писюнов

Утверждаю [ проректор методичес

Ф] БО

«

Акт

Об использовании результатов докторской ли с сер га цнонной работы,

['езультэты диссертационной работы Елизарова Дмитрия Викторовича «Прототип провал не мае с сю бменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз» представленной на соискание ученой степени доктора технических наук, а именно: «методы разработки оптимальной конструкции массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз» внедрены н учебный процесс по подготовке бакалавров и магистров направлений 18.03,0! «Химическая технология», 18.03.02 «1нерго- п ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» в федеральном бюджетом образовательном учреждении высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет».

ИспользовйНКеуказанных результатов позволяет:

* нести разработку оптимальных тарельчатых колонных маесооб минных аппаратов и аппаратов с перемешиванием;

* выбрать из ряда стандартных контактных устройств оптимальный вариант конструкции ступени массообменного аппарата.

Д.т.н., профессор, зав.

кафедрой «Процессы н А;В, Кланов

аппараты химической

технологии»

V1 кержак); J jiudiqjB ihqtl(!h ()Л( ) к! 1иЖ№

Л К"!

и но il жсилуапшши кимпыикриого I [icsurn: cjin .и и приобретений иряктцчгск'нх иаьымш ill uiiiïcrdi » BCflfiiKi jiiifini, |91|№<1йтки действий neptnuajia ц.и li.u\it Л; 1423

К 4M I K L.'HH It t'ilCTiirit

tu Чишичпкя: 'tiiwecni'j'Mb, ГЛЮНОТО инженера по ПК! JE И ОТ Надыршии tJ В__И__директор заводи

Л-ВнУВЕ Kvi>l'jiJJ.\.. начальник qexa№ Беляев {Ш .

от Иешыщнгеда научный руководитель, занелующий кафедрой ATTIfi Елкзароя И,И.. нрш|кчхкр кафедры ATt II I Lj и паров В.Й.. додент кафедры ЛТПП Елизаров Д В., доцент кан|н:дры АТПП Гаж-els ").!' . Доиснт кафелры ATI 111 Долганин А.В., ценнрант кафедры ЛТТ111 Мсрчляк«* С.С., iitniipiiii i кафедры АТПП Камалнсв ТС.» аспирант кафедры АТПП Мущиннн А,В., программист ИВЦ Валсев II М.. upoifhibniyjjwi 1ШЦ I'uKhJiujL Ll.S

puctMurpe hi кинпы^У! ери mîi гренажир, розриботгшйлн пй.договору Л'и 4Ь(К)(Н-1785 I3,[!7.2fll0 л,

и уе-&|и>Й--]л:

Ik Греркерс содержит математические модели процессов, средств упранж-нин >■ цриивиани-рикнпй «ищи™ вцёка № 14 2 _п.

I I I.I компьютер ucxsi № 1423 загружен тренажер, содержащий следующий список упражнений

i

4,

5 h 7

к ч

И!. П. Ii 13.

I Kl h- fiat №lk y lib ITjfCK V Lbl

llfflji. 1L .1

dyt« y ищ

11Vi. k '. '..-..I

tpi'i /лап

I Ivk:u

I'JjSJH ¡ГLll

I lyi< JJJJi 1 lytK y LTl I )yOt >' ULI l'Iytï J ШВ

llytn ywuii lUfHI

«униii.iuimч iinïjttib ыил>ч I" С ицнуч; î6¡txiumji! 13) imuptïitbifhini ,hli 14м j i ih гс.исми № i l

■. .1 I I.Lp.! I i lltieilh.l l'iMi кЩЬЩ y Л k-IL (4;.Ч£НИ Ht |',-. -,;,L. ч.и |H |...| Mii|hh>.i.i!.iin lUii imiiL Li ILMS I I Ih- - lütua Л1' '

i.|kii|u-ii:i .......||1:;И)КЩп|0М » s Otf IIUJK1<|kl MVI шк »1 (tXfirta te ^i

11 g 11 si.- % 1 : h \[>:ihliiii. || .....¡Vi«ll ti.lpbfl Ш ФУ H J3Ölip||>ilfi IjN'l 1 Ét-f^LHiM Ирелгрвупр гкл. È-i I <l\î:*,P,1 N; .4|

np I m.i. Xpttm мИМ Li fi км-1 »■-11 sui:> : ih:im:ih|i;î;ih: ut h ptMfcflSjj ;ip nnî. I -i1 IciïdMn № 'ï>

м|ч г11.1. tiptlHeiLI.....(si к.i--1г.11 p |n- jl риуцр1>1 ihm. I -]ïl_î (дик шф'!у) (схсми ni I г

приема. храмгнмп и агкпчкн нормального öyrun.1 it pc Kjpuynpiii пог. E-25, E-3S (схема Jfe Я

При Мм. S p.l IIL .....ОТ ЯЖЧЕ I Г-;- ГЩ1СН-НЗВву riUUHDBClil ^ШЦНН M ¡JClCpejH^ НИ I f ■ 1 i l :: -'.'-.M .I № 6)

мрмемд чр.ик '!'! ттгкаЧК ■ ■ |k:.i k i ш 11 fiyi и ic м- ■нйшпьнпНфракпжи (tpenipuyap nos F,-iS (vcesm If . \m.'l;,:h;h,iiiii с :.hi,:j3 чтгус 17 "4 (atcua.jfc l"l

¡шлрднпьыпга цикла минус 36 "С (схсма Jfc 13)__

OrrjkitkB у:тцв нега

I t Ч I i'IIi I -i ■ i ' ,l,i lipMLMjI. \pHHCHHH 11 fil h.l'lh -i '.lj|H,.g I I,! ■!"■■■■ HI pkiiUkffl 1 i'.L'1,l Wfi)

t Ч I,M и I III. . .Lll n'l |..-'ч1.1. lipBHCNikH lin I.....h ,1111.-.;;, IM11 m , :l H i|p;ik||K.....pi.iMjinl (о.н.ч.1 '-.■ <)>

'. k * ...I il' m h I i.iii iifHiLkM -h 11,1-1 :'n nil lin h.....irtfiy......îyiWfctiurrtftépaiflJHll KliptuûlfrdrliL-Mii v.. :ln

I dniiikmu ■■ ; lu ii[ïiilm.i. ч р. I т.- ii им и iiik.l'oiii iil>pM<un.iiu[u cijtiiiiu im petiLun |c.xcmu№5j

Dl MI...... i1 : i:i ii(siil-m.| 4f4l .!111:ч и IiikühkH вутНЯЙ1-1ПО%ТИлеНПНОЙ фрИКЦНН На реиокг ILм:i (1

Ut ........ I ■ ■ m нрнемчН. II Uii^'nn ЬЦФ на pcMOK iLüLM i .V. "i

Ut I ИЮНИ:!1 . il 11 pi к'м ii. 11-и pl'hï и цирк; nun il ЦмишйоСйтеля ГНК-1 i и ремонт-îûxc.s'.l X il X (.V: iiiLkii '. I.I LI pi K-T.I :i Пара || СиСТ»|У K'll.i'.'lHilK. Vilt+fl ftSIHIl № 2\

'I 1.........-. .1 I-1 'i ¡1 li i lupuw iitHH m 11 lnapin (mi ii;l oiîmhhi (cvl^i п f^.1 I >

ID остйлмй v i.iu iipiH pciia annapiiTOB штпм к учлг) ги.кдичн Meiiiiituui iici)

I' ' ..... . I I I', '.III-, I \ I LIU Ibui; 4LMIII-S Mill.' 1.1 HI1IISL s -.l.lll'. .. (" К vc-.u.l , S Ii 1. Ill Г")

I tyCK. останов npoiiHimnofi турйокрмпртсортй vt ijiilhimi A I Iii I-1lt'«UÜ imi. M-HMt-S I 11 n.'i I Î 1 unit л k пусцу

11 ^-l* i ^KiuiiJiM ripeccupi iklk .............................fpn: ч ptntnIE

I t)L I.LllLHI i|J p^VUllH

Jj КрМШЮИрСМЯШЫЙ WTjIWt TypfiOKDMkEpL'LCQpit

Пуск, ocriunwiiponaiwiioflтурбокомпрессорной уйтпнияк.-» поз. M'I \2_l,2

I.

2

3.

4.

Г 2 3. 4;

5.

Политика к пуску Пуск 1>|)СюкимпрсССОра П\с>: турбокомпрессора после ремокш Ос ю нов ил ре мот

Кратковременный останов турбокомпрессора

ПЛЛС (блок М- I) ПЛЛС (блок № 2) ПЛЛС (блок 3) IIJIAC (блок №4) II 1ЛС (блок Хс-5)