УВЕЛИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

Выводы

Авторами статьи был модифицирован метод синтеза параллельно-конвейерных программ решения задач линейной алгебры на РВС. Модифицированный метод позволил существенно оптимизировать аппаратные затраты РВС на реализацию задачи LU-разложения. Данная модификация позволила разместить на том же самом аппаратном ресурсе большее количество ступеней конвейера, что привело к существенному росту производительности как отдельного кристалла ПЛИС, так и вычислительного блока «Терциус». При этом проведенный анализ показал, что в силу отсутствия интенсивных обменов с внешней памятью при выполнении всех итераций алгоритма, возможно линейное наращивание вычислительных ступеней и, соответственно, практически линейный рост производительности. Результаты экспериментальных исследований показали, что применение разработанного авторами метода при реализации задачи LU-разложения для матрицы размерностью п = 104 с числами стандарта FP64 IEEE754 обеспечило увеличение производительности на НРК «Терциус» на 36% и сокращение аппаратных затрат на 50% по сравнению с исходным методом.

References

1. I.A. Kalyaev (Ed.), I.I. Levin, E.A. Semernikov, V.I. Shmoilov Reconfigurable Multipipeline Computing Structures // Nova Science Publishers, Inc. New York, USA. 330 рр, 2012.

2. I.I. Levin, A.V. Pelipets, D.A. Sorokin estimation and prospects of solving LU-decomposition on reconfigurable computer systems // Izvestiya SFedU. Engineering Sciences, july 2015, no. 7(168), pp. 62-70

3. Wei Wu, Yi Shan, Xiaoming Chen, Yu Wang, Huazhong Yang. FPGA Accelerated Parallel Sparse Matrix Factorization for Circuit Simulations. 7th International Symposium, ARC 2011, Belfast, UK, March 23-25, 2011, pp. 302-315.

4. D.A. Sorokin Metody resheniya zadach s peremennoy intensivnost'yu potokov dannykh na rekonfiguriruemykh vychislitel'nykh sistemakh. Dis. kand. tekhn. nauk[Problem-solving methods with variable intensity of the data streams on reconfigurable computing systems.Cfnd. ofeng. sc.diss.].Taganrog, 2012,pp. 51-58.

INCREASING THE EFFICIENCY OF MASS TRANSFER PROCESSES OF OIL REFINERIES

Nurtashova M.Z.,

undergraduate student, NJSC «Toraigyrov University» Pavlodar, 140008, Republic of Kazakhstan Massakbayeva S.R. candidate of chemical sciences, professor S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar, 140008, Republic of Kazakhstan

УВЕЛИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

Нурташова М.Ж.,

магистрант, НАО «Торайгыровуниверситет», г. Павлодар, 140008, Республика Казахстан

Масакбаева С.Р. к.х.н., профессор, НАО «Торайгыровуниверситет», г. Павлодар, 140008, Республика Казахстан

Abstract

Mass transfer processes play a significant role in petrochemical production. In this regard, the issue of increasing the efficiency of mass transfer processes becomes relevant. This article discusses the main directions of increasing the efficiency of mass transfer processes, in particular packing devices.

Аннотация

Массообменным процессам отведена значительная роль в нефтехимическом производстве. В связи с этим актуальным становится вопрос повышения эффективности массообменных процессов. В данной статье рассмотрены основные направления повышения эффективности массообменных процессов, в частности насадочные устройства.

Keywords: mass transfer processes, efficiency, particular packing devices.

Ключевые слова: массообменные процессы, эффективность, насадочные устройства.

При переработке нефти, различных углеводородных и других смесей очень важная роль отведена массообменным процессам. Например, ректи-фикаций из нефти получают различные продукты:

бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, масляные фракции, узкие (по температурам кипения) бензиновые фракции, а при ректификации сжиженных газов можно выделить этилен, этан, пропан,

бутан и другие компоненты. Вакуумной перегонкой получают специальные масла. [1]

Также, процессы абсорбции и адсорбции используются для извлечения пропан-пропиленовой, бутан-бутиленовой, бензиновой фракций из природных и попутных газов, из газов нефтеперерабатывающих заводов, которые служат сырьем для нефтехимической промышленности. А процесс экстракции широко применяется при извлечении ароматических углеводородов из бензиновых фракций при производстве масел и очистке нефтепродуктов.

Это далеко не полный перечень использования массообменных процессов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Однако, в настоящее время, современные технологические процессы в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности требуют использования высокоэффективных аппаратов, к которым предъявляются высокие требования по эргономичности, экономичности, технологичности и надежности [2-5].

Так, к требованиям предъявляемым к современному промышленному (массообменному) оборудованию относятся: унификация; интенсификация; повышение надежности; эргономика; укрупнение оборудования. [1]

В научно-технической литературе рассмотрены различные варианты модернизации установок с целью их интенсификации, однако практически не дается обоснованный анализ причин их неэффективной работы, не сформулированы цели и направления реконструкции, не приведены подробные результаты обследования установок после реконструкции, Но в целом можно выделить основные направления интенсификации установок [6]: применение высокоэффективных контактных устройств в ректификационных колоннах; замена устаревшего технологического оборудования; изменение схем и технологических режимов колонн, сопутствующей аппаратуры, блоков и установок в целом.

Возрастающие требования к надежности и эффективности работы массообменных аппаратов, к снижению их металлоемкости и габаритов заставляют постоянно совершенствовать конструкции контактных устройств. Так, например, от эффективности работы ректификационных колонн во многом зависят качество вырабатываемой продукции и технико-экономические показатели эксплуатации установок и заводов в целом. [7]

В связи с этим, актуальным является использование высокоэффективных контактных устройствах с низким гидравлическим сопротивлением, в частности тарельчатые и насадочные контактные устройства.

К достоинствам тарельчатых контактных устройств можно отнести высокую эффективность, для регулирования качества продуктов разделения возможно использование многоуровневого отбора, относительно низкая металлоемкость и стоимость контактных устройств.

При оценке конструкции обычно учитываются

следующие характеристики: производительность, гидравлическое сопротивление, эффективность при различных нагрузках, диапазон рабочих нагрузок, простота конструкции, проявляющаяся в сложности изготовления, монтажа и обслуживания

Однако тарелок универсальных конструкций не существует. В настоящее время разработано и используется множество различных конструкций тарелок, которые хотя и отличаются отдельными элементами, в практике имеют равноценные основные показатели.

Так, в химической промышленности СССР в основном использовались стандартные конструкции тарелок, которые были разработаны ВНИ-ИНЕФТЕМАШем (клапанные прямоточные, из S -элементов, ситчатые из просечного листа с отбойниками, решетчатые провальные, желобчатые кол-пачковые) и УКРНИИХИММАШем (колпачковые капсульные, провальные решетчатые, ситчатые, жалюзийно-клапанные). При этом, до 50-х годов в нефтепереработке в оновном применялись колпач-ковые тарелки разных конструктивных модификаций, но иногда применялись и ситчатые тарелки.

В настоящее время большее распространение получили тарелки новых конструкции, в частности, струйные тарелки с вертикальными перегородками, комбинированные ситчато- клапанные и ситчато-прямоточные тарелки; тарелки с отбойниками из S-образных элементов; тарелки с прямоточными клапанами из S-образных элементов (TSK); решетчатые тарелки с отогнутыми кромками щелей провального типа; решетчатые тарелки провального типа из труб; струйные тарелки с компенсацией прямоточного движения фаз и т.д.

Большинство тарелок новых конструкций обладает существенными преимуществами. Однако, в промышленности эксплуатируются не только тарелки с самыми современными конструкциями, но и тарелки других видов(желобчатые и др.), которые, хоть и обеспечивают получение необходимых продуктов, но не могут быть рекомендованы для современных производств.

Значительное разнообразие тарельчатых контактных устройств существенно затрудняет выбор оптимальной конструкции. Так как, наряду с общими требованиями (высокая интенсивность единицы объема аппарата, его стоимость и т.д.), может быть выставлен ряд дополнительных требований, которые определяются спецификой производства. Например, большим интервалом устойчивой работы при изменении нагрузок по фазам, эффективность тарелки работать в среде загрязненных жидкостей, возможность защиты от коррозии и т.п. Достаточно часто, именно эти характеристики становятся превалирующими, при определении пригодности той или иной конструкции для использования в каждом конкретном процессе.

Однако необходимо помнить, что этом эффективность работы массообменных аппаратов зависит также и от условий проведения технологического процесса, физических свойств контактных фаз, учитывая природу и количество механических примесей, циркулирующих в этой системе. В связи

с этим оценивание эффективности работы массооб-менных аппаратов с различными типами контактных устройств, с целью выявления их оптимальных технологических и конструктивных параметров является сложной практической задачей. [6]

References

1. Sarilov M. Yu. Machines and devices for mass transfer processes: textbook. allowance / M. Yu. Sarilov, P. M. Tyagushchev. - Komsomolsk-on-Amur: "KnAGTU", 2015. - 52 p.

2. Altayuly S., Antipov S.T., Pavlov I.O. Non-stationary mass transfer in a vacuum rotary film apparatus with moisture removal from a phospholipid emulsion // Vestnik VSUIT, 2012. - № 1(58). - Р. 44-48.

3. Hong G. B. и oth. Energy flow analysisin pulp and paper industry // Energy, 2011. - Т. 36. - №. 5. - Р. 3063-3068.

4 Kiss A. A. Distillation technology - still young and full of breakthrough opportunities // Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2014. - T. 89. - №. 4. - P. 479-498.

5 Balaton M. G., Nagy L., Szeifert F. Operator training simulator process model implementation of a batch processing unit in a packaged simulation software // Computers & Chemical Engineering, 2013. - T. 48. - P. 335-344.

6 Emelyanov A. B., Maltsev M.V., Popov V. B. Determination of the efficiency of disc mass transfer apparatus used in petrochemical production // Vestnik VSUI, 2017. - T.79. - № 2. - C. 176-179.

7 Telegin A. N., Sarilov M. Yu. Increasing the efficiency of mass transfer devices due to a reasonable choice of packing devices https://sciencefo-rum.ru/2017/article/2017033497

ULTRAFILTRATION MEMBRANES BASED ON CELLULOSE AND ITS DERIVATIVES

Movchaniuk O.M.

PhD in Technical science Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute PeremohyAv., 37, Kyiv, 03056, Ukraine

УЛЬТРАФШЬТРАЦШШ МЕМБРАНИ НА ОСНОВ1 ЦЕЛЮЛОЗИ ТА ÏÏ ПОХ1ДНИХ

Мовчанюк О.М.

кандидат технгчних наук КП1 ím. 1горя Сгкорського пр-т Перемоги, 37, м. Кшв, 03056, Украна

Abstract

Water purification for human use, ecosystem management, agriculture and industry is becoming a top global priority. Membrane technologies for water purification have been actively used for decades. A widely used class of organic membranes are materials based on cellulose and their derivatives. The article is devoted to a review of such membranes for ultrafiltration.

Анотащя

Очищения води для використання людини, управлшня екосистемами, альського господарства i про-мисловосп стае головним глобальним прюритетом. Мембранш технологи для очищення води активно ви-користовуються протягом десятилпь. Широко розповсюдженим класом оргашчних мембран е матерiали на основi целюлози та ïx похвдних. Стаття присвячена огляду таких мембран для ультрафшьтраци.

Keywords: water purification, ultrafiltration membranes, cellulose and derivatives..

Ключовi слова: очищення води, ультрафшьтрацшш мембрани, целюлоза та похвднг

Зростання попиту та нестача чисто! води вна-слвдок швидко! урбашзацп, зростання чисельносп населення, неправильного використання та мма-тичних порушень стали нагальними свгговими пи-таннями. Крiм прямого споживання та використання води, приблизно 70% прюно! води у всьому свт припадае на альське господарство та зро-шення, досягаючи до 90% у деяких промислово ро-звинутих кра!нах [1].

Очищення води за сучасними технолопями е дорогим та енергоемним процесом. 1снуе нагальна потреба в нових дослщженнях, щоб визначити новi пiдходи до очищення води для зменшення витрат i мiнiмiзацii впливу на навколишне середовище.

Впродовж шлькох десятилiть для очищення води використовують мембранш технологи. За цей час вони довели свою ефектившсть та економiч-нiсть [1 - 4].

Мембрани для ультраф№трацшних установок мають характеризуватися певним комплексом фь зико-хiмiчних, механiчних, структурних i експлуа-тацшних властивостей (пористiстю, мiцнiстю, стш-шстю до температури, рН, агресивних середовищ тощо). Цi властивостi мембран визначаються в за-гальному видi молекулярною й надмолекулярною структурою полiмерiв, на основi яких вони отри-маш, а також !х макроскопiчною структурою [3].