4.4. Матричное представление моделей
С целью синтеза и особенно анализа ХТС с помощью ЭВМ технологические схемы представляют в виде информационных схем, т. е. закодированных в виде различных матриц: процесса, потоков, инцинденций и смежности.
4.4.1. Матрица процесса. Каждый блок информационной схемы задается одной строкой матрицы процесса, содержащей номера или обозначения аппаратов, их наименования, номера потоков на входе (положительные) и на выходе (отрицательные). В таблице 4.1 приведена матрица процесса, соответствующая технологической схеме, изображенной на рис. 4.2а.
Таблица 4.1
Матрица процесса
Обозначение блока (аппарата) | Название блока (аппарата) | Номер потока, связанный с блоком (аппаратом) | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
А | Ректификационная колонна | 1 | 4 | –2 | –3 |
Б | Отгонная колонна | 6 |
| –5 | –7 |
В | Ректификационная колонна | 3 |
| –8 | –9 |
Г | Ректификационная колонна | 9 |
| –10 | –11 |
Д | Флорентийский сосуд | 2 | 5 | –4 | –6 |
Матрица процесса кодирует внутреннюю структуру информационной схемы, какой поток, и с каким аппаратом он связан; название каждого аппарата, расположение входных и выходных потоков аппарата.
4.4.2. Матрица потоков. Она представляет собой последовательность с тремя целыми числами в каждой строке, где первое число – это номер потока, второе – номер аппарата, из которого этот поток выходит, а третье – номер аппарата, в который он входит. Матрица потоков (табл. 4.2) может быть составлена на основе либо технологической схемы (рис. 4.1), либо матрицы процесса (табл. 4.1).
Таблица 4.2
Матрица потоков
№ потока | Из блока (аппарата) | В блок (аппарат) | № потока | Из блока (аппарата) | В блок (аппарат) |
1 | 0 | А | 7 | Б | 0 |
2 | А | Д | 8 | В | 0 |
3 | А | В | 9 | В | Г |
4 | Д | А | 10 | Г | 0 |
5 | Б | Д | 11 | Г | 0 |
6 | Д | Б |
|
|
|
В матрице потоков питающие систему потоки и выходящие из ней обозначают символом «0». По эти символом понимают внешнюю среду – источник сырья для системы и потребитель продукции системы. Следует отметить, что матрица потоков не указывает название аппаратов и не содержит инфор-мации о порядке ввода и вывода потоков.
4.4.3. Матрицы инцинденций и смежности. Для расчленения и анализа технологических схем по частям, в особенности при наличии рециклов, матрицы инцинденций и смежности имеют большое значение. Их можно построить на основе технологической схемы, либо графа, ей соответствующего. Для технологической схемы (рис. 4.2) матрица инценденций имеет следующий вид (табл. 4.3).
Таблица 4.3
- Предисловие
- Тема 1 общие понятия о химическом производстве
- 1.1. Химическая технология как наука
- М акрокинетика
- 1.2. Связь химической технологии с другими науками
- Химическая технология
- 1.3. История отечественной химической технологии
- Контрольные вопросы
- Тема 2 компоненты химического производства
- 2.1. Сырье в химическом производстве
- Химическое сырье, классификация
- Кларки наиболее распространенных в земной коре элементов
- 2.2. Энергия в химической технологии
- Энергетические ресурсы
- 2.4. Воздух в химической технологии
- Химический состав сухого воздуха в приземном слое
- Структура вредных выбросов промышленности России
- Контрольные вопросы
- Тема 3 критерии оценки эффективности химического производства
- 3.1. Технико-экономические показатели (тэп)
- 3.2. Структура экономики химического производства
- Контрольные вопросы
- Тема 4 системный подход в изучении химико-техноло-гического процесса
- 4.1. Общие понятия и определения
- 4.2. Химико-технологическая система как объект моделирования
- 4.3. Операторы
- Типовые технологические операторы
- 4.4. Матричное представление моделей
- Матрица инценденций
- Матрица смежности (связи)
- 4.5. Подсистемы хтс
- 4.6. Связи
- 4.7. Классификация технологических схем
- 4.8. Системный подход к разработке технологии производства
- 4.9. Оптимизация производства
- Контрольные вопросы
- Тема 5 общие закономерности химических процессов
- 5.1. Понятие о химическом процессе
- 5.2. Классификация химических реакций
- 5.3. Интенсификация гомогенных процессов
- 5.4. Интенсификация гетерогенных процессов
- 5.5. Интенсификация процессов, основанных на необратимых реакциях
- 5.6. Интенсификация процессов, основанных на обратимых реакциях
- Контрольные вопросы
- Тема 6 гетерогенный катализ
- 6.1. Общие положения катализа
- 6.2. Процессы абсорбции и хемосорбции в гетерогенном катализе
- 6.3. Механизм гетерогенных каталитических процессов
- 6.4. Основные требования к гетерогенным катализаторам
- 6.5. Основные структурные параметры гетерогенных катализаторов
- 6.6. Технологические свойства гетерогенных катализаторов
- 6.7. Классификация гетерогенных катализаторов
- 6.8. Состав катализаторов
- 6.9. Приготовление катализаторов
- Контрольные вопросы
- Тема 7 гомогенный катализ
- 7.1. Кислотный (основной) катализ
- 7.2. Металлокомплексный катализ
- 7.3. Ферментативный катализ
- Контрольные вопросы
- Тема 8 химические реакторы
- 8.1. Принципы классификации химических реакторов
- 8.2. Принципы проектирования химических реакторов
- 8.3. Химические реакторы с идеальной структурой потока в изотермическом режиме
- 8.3.3. Примеры аналитического решения математической модели (8.22) и (8.23) для частных случаев.
- 8.4. Сравнение эффективности проточных реакторов идеального смешения и идеального вытеснения
- 8.5. Конструкции реакторов
- Контрольные вопросы
- Тема 9 производство серной кислоты
- 9.1. Способы производства серной кислоты
- 8.2. Сырье процесса
- 8.3. Промышленные процессы получения серной кислоты
- Влияние параметров процесса на степень превращения so2 в so3
- 9.4. Пути совершенствования сернокислотного производства
- Динамика использования различных источников сырья
- Контрольные вопросы
- Тема 9 производство аммиака
- 10.1. Проблема связанного азота
- 10.2. Получение азота и водорода для синтеза аммиака
- 10.3. Синтез аммиака
- Контрольные вопросы
- Тема 11 переработка нефти
- 11.1. Общие сведения о нефти
- 11.2. Классификация нефтей
- 11.3. Состав нефти
- 11.4. Нефтепродукты
- 11.5. Подготовка нефти на нефтепромыслах
- 11.6. Первичная переработка нефти
- 11.7. Пиролиз
- 11.8. Коксование
- 11.9. Каталитический крекинг
- 11.10. Каталитический риформинг
- 11.11. Гидроочистка
- 11.12. Производство нефтяных масел
- Контрольные вопросы
- Тема 12 переработка каменного угля
- 12.1. Показатели качества каменных углей
- 12.2. Классификация углей
- 12.3. Коксование каменных углей
- Коксование
- Тушение
- Разгонка
- 12.4. Состав прямого коксового газа и его разделение
- 11.5. Переработка сырого бензола
- 12.6. Переработка каменноугольной смолы
- 12.7. Газификация твердого топлива. Процесс Фишера – Тропша
- Контрольные вопросы
- Тема 13 производство стирола
- 13.1. Получение этилбензола
- 13.2. Производство стирола дегидрированием этилбензола
- 13.1.3. Технологическая схема производства стирола дегидрированием этилбензола
- Контрольные вопросы
- Тема 14 производство этанола
- Контрольные вопросы
- Библиографический список
- Содержание
- Тема 5. Общие закономерности химических процессов……………………..54
- Тема 6. Гетерогенный катализ ……………………………………….................64
- Тема 7. Гомогенный катализ……………………………………………………93
- Тема 8. Химические реакторы…………………………………………………101
- Тема 9. Производство серной кислоты……………………………………….123
- Тема 10. Производство аммиака………………………………………………137
- Тема 11. Переработка нефти…………………………………………………...146
- Тема 12. Переработка каменного угля………………………………………..204
- Тема 13. Производство стирола……………………………………………….213
- Тема 14. Производство этанола………………………………………………..218