Статья 11413

Название статьи

МЕТОД КОМПЛЕКСНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ
УГЛЕВОДОРОДОВ КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА

Авторы

Кордон Михаил Яковлевич, кандидат технических наук, профессор, кафедра техносферной безопасности, Пензенский государственный университет,(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), ot@pnzgu.ru
Ананьев Владимир Михайлович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, кафедра техносферной безопасности, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), ot@pnzgu.ru
Вершинин Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой техносферной безопасности, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная,40), ot@pnzgu.ru
Заонегин Антон Александрович, ведущий инженер, кафедра техносферной безопасности, Пензенский государственный университет,(Россия, г. Пенза, ул. Красная,40), ot@pnzgu.ru

Индекс УДК

 662.753; 377.3.630.1

Аннотация

Актуальность и цели. Потребность в создании малотоннажных установок для получения метанола, отвечающего требованиям технического, технологического, экологического и экономического характера с учетом современного уровня теоретических исследований и практических результатов, ряд вопросов технологического характера требуют дополнительных исследований, направленных на совершенствование технологического процесса окисления метансодержащих газов кислородом воздуха. Целью работы является разработка и обоснование возможности применения методики гармоничного состояния системы, соответствующей классической «золотой пропорции», на основе системного анализа технологического процесса.
Материалы и методы. Метод комплексной оптимизации процесса прямого окисления углеводородов кислородом воздуха основан на применении свойств «золотой» геометрической прогрессии и «золотой пропорции» чисел ряда Фибоначчи путем представления геометрических характеристик реактора и параметров технологического процесса в виде комплексов (симплексов) иерархической структуры, обладающей динамической симметрией, которой свойственно увеличение или уменьшение симплексов, выраженных «золотой пропорцией».
Результаты. Проверка теоретической разработки проводилась на реакторе, геометрические характеристики которого соответствовали «золотой пропорции». В качестве рабочей смеси использовался метан и воздух. Давление в реакторе составляло 5 МПа, а температура в зоне реакции 450 °С. Максимальный выход метанола 669 г/м3 получен за счет пропущенного через реактор метана при составе смеси CH4/O2 в об. %, равном 0,397, что незначительно отличается от «золотой пропорции», равной 0,382. Отношение давления и температуры соответствует оптимальным значениям.

Ключевые слова

«золотая пропорция», метан (метанол), селективность, реактор, «гармония математики», конверсия.

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Арутюнов, В. С. Перспективные технологии на основе парциального окисле-ния углеводородных газов / В. С. Арутюнов ; Институт химической физики им. Н. Н. Семенова. – М., 2009. – 30 с.
2. Арутюнов, В. С. Окислительная конверсия метана / В. С. Арутюнов, О. В. Крылов. – М. : Наука, 1998. – 361 с.
3. Арутюнов, В. С. Окислительная конверсия метана / В. С. Арутюнов, О. В. Крылов // Успехи химии. – 2005. – Т. 74, № 12. – С. 1216–1245.
4. Homogeneous Gas – Phase Oxidation of Methane Using Oxiden as Oxident in an Annu-lar Reactor / Gary A. Foulds, Brian F Gray, Sarah A. Miller, and G Stewart Walker // Jnd. Eng.Chem. Res. – 1993. – Vol. 32. – Р. 780–787.
5. Arperntinier, Ph. The Contribution of homogeneous reactions in catalytic oxida-tion process: Safety and Selectivity aspects / Ph. Arperntinier, F. Cavani, F. Trifiro // Catal. Today. – 2005. – Vol. 99. – P. 15–22.
6. Zamansky, V. M. Gas phase reactors of hydrogen peroxide and hydrogen perox-ide/methanol mixtures with air pollutants / V. M. Zamansky, Ho Los, P. M. Maly,
W. R. Seeker // 26-th Symposium International On Combustion. – Combustion Insti-tute,1996. – P. 125–132.
7. Lunsford, J. H. Methane conversion / J. H. Lunsford. – Amsterdam : Elsevier, 1988. – p. 339.
8. Gesser, H. D. Proc. Sump. On Methane Activation Intern. Cheam / H. D. Gesser,
N. R. Hunter, L. A. Morton // Congress on Pacific Basis Soc. – Honolulu, 1989. – P. 23.
9. Кордон, М. Я. Концепция оптимизации прямого окисления метаносодержащих газов кислородом воздуха / М. Я. Кордон, В. М. Ананьев, Е. О. Гравшенкова, В. В. Кустиневич, Т. К. Семченко, И. А. Ивлева // Надежность и качество : тр. Между-нар. симпоз. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2011. – Т. 2. – С. 177–179.
10. Стахов, А. П. Роль «золотого сечения» и «математики гармонии» в преодоле-нии «стратегических ошибок» в развитии математики / Стахов А. П. ; Академия Тринитаризма. – М., 2008. – Эл № 77-6567, публ. 14688, 12.01.2008.
11. Ясинский, С. Л. Основы унификации элементарной математики для инжене-ров-исследователей и место в ней «золотого сечения» / С. Л. Ясинский. – СПб., 2006. – 124 с.
12. Коновалов, А. А. Оптимальные соотношения компонентов экогеосистем и их характеристик / А. А. Коновалов ; ИПОС СО РАН. – Тюмень, 2010. – 65 с.
13. Лукин, В. Д. Циклические адсорбционные процессы. Теория и расчеты / В. Д. Лукин, А. В. Новосельский. – Л. : Химия, 1989 – 215 с.
14. Кащеев, П. А. Формирование комплексного подхода к разработке прецизион-ных аналого-цифровых преобразователей для информационно-измерительных си-стем ракетно-космической техники / П. А. Кащеев, Ю. Л. Кузнецов, К. Ю. Писка-ев, Ю. А. Цуриков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2012. – № 1 (21). – С. 151–160.
15. Тарасов, Е. А. Математическая модель как основа компьютерного экспери-мента для технологического агрегата с рекуперативным гидроприводом /
Е. А. Тарасов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Техни-ческие науки. – 2011. – № 2 (18). – С. 120–131.

 

Дата создания: 02.06.2014 10:58
Дата обновления: 02.06.2014 11:02