Модуль контроля качества

Как известно, важнейшим показателем качества в процессе полимеризации является вязкость по Муни. О её величине можно косвенно судить по значениям конверсии и температуры. Конверсия мономера – степень превращения мономера в полимер.

Модуль контроля качества имеет вид:

(8)

где К – конверсия мономера, %;

М_нач, М – концентрация бутадиена на входе и выходе из реактора, моль/л.

Таким образом, окончательная модель записывается в виде:

(9)

с начальными условиями:

P(0)=P₀; M(0)=M₀; T(0)=T₀; μ ₀(0)=μ ₀₀

Реализуем решение системы по методу Эйлера:

(10)

Численные данные для расчета математической модели:

Начальные условия:

Р(0)=0, 00011246 моль/л

М(0)=0, 197 моль/л

Т(0) = 354 ^оК

μ ₀(0) = 0, 0003876 моль/л

Исходные данные:

Р_нач = 0, 0005 моль/л

М_нач = 1, 55 моль/л

Т_нач = 292^оК

μ _0нач = 0

Т_хл = 259^оК

К_w = 750 кал/(м²мин град)

ρ _n =500 г/л; c_n = 0, 6 кал/(г град)

Н = 17360 кал/моль

F_к = 36 м²; V = 16000л

S = 1, 0; R = 1, 986 кал/(моль К)

Е_р = 4204, 5 кал/моль

Е_и = 4210, 2 кал/моль

g₀=233370, 23; j=10

a₀=220, 71; b=208000

t_н=0; Dt=1мин

Результатами моделирования процесса полимеризации бутадиена на литийорганических катализаторах являются полученные динамические характеристики реактора.

В данном проекте реализованы возможности влиять на величину конверсии мономера изменением концентрации катализатора в шихте Р_нач. и на величину

Концентрацию катализатора в шихте Р_нач возможно изменить посредством увеличения или уменьшения расхода раствора катализатора (нормального литийбутила) на батарею.

Расход раствора катализатора Gк и концентрация катализатора в шихте Р_нач связаны следующим образом:

; (11)

Из (11) концентрация катализатора в шихте Р_нач, моль/л:

(12)

где G_к=210 кг/ч – расход раствора катализатора на батарею;

С_к=0, 2 % вес - концентрация катализатора в растворе;

r_р-ля=846 г/л– плотность растворителя;

x=0, 0004 моль/г- согласующий коэффициент между весовыми и мольными концентрациями катализатора;

Р_нач - концентрация катализатора в шихте, моль/л.

Среднее время пребывания реакционной массы в аппарате θ, мин

(13)

где V_ш=533 л/мин – расход шихты на полимеризацию;

V=16000 л – объем реактора.

Уровень в реакторе (решение ДУ первого порядка по методу Эйлера) urr, дм:

(1)

где ∆ t – шаг по времени;

Rр=12 дм – радиус реактора;

urr_i - уровень на предыдущем шаге.

Выбор метода решения

Для реализации требований математической модели следует предусмотреть:

- базу данных исходных технологических параметров;

- базу данных динамических (расчетных параметров);

- вывод графической информации на отдельную форму;

- строку меню для запуска и управления работой программы пользователем, для получения необходимой информации;

- графические элементы для ручного управления технологическим процессом;

- повторяющиеся и громоздкие блоки программы необходимо оформить в виде подпрограмм.

(Блок – схему программы см. в приложении1)

Описание системного программного обеспечения

Программа была разработана с использованием интегрированной среды разработки BORLAND C++ BUILDER 5.0. При разработке графического интерфейса и баз данных программы были использованы стандартные библиотеки, входящие в состав пакета BORLAND C++ BUILDER: VCL (Visual Component Libraries) и библиотеки, являющиеся частью стандарта ANSI C++.

Для создания графических изображений в формате bmp использовался стандартный графический редактор Paint, входящий в состав операционной системы Windows.