Ученые Пермского Политеха разработали российскую программу для проектирования малотоннажных установок синтеза метанола.

Ученые из Пермского Политехнического университета разработали программное обеспечение для расчета и оптимизации малотоннажных реакторов, которые преобразуют природный газ в метанол. Эта программа позволяет инженерам выбирать оптимальные длину и диаметр реактора, а также устанавливать температуру, давление, скорость подачи и состав сырья. Благодаря этому предприятия могут уменьшить расходы на производство химической продукции. Представители ПНИПУ сообщили об этом CNews. Программа уже получила официальное свидетельство о регистрации.

Для определения необходимых параметров малотоннажного реактора исследователи математически описали стандартные химические реакции синтеза природного газа. На основе этих данных была создана программа, которая моделирует ключевые процессы, такие как движение газовой смеси, нагрев, охлаждение и химические реакции, приводящие к образованию метанола. Инженеры могут задать геометрию установки, температуру, давление и состав сырья, после чего программа рассчитывает параметры для различных участков реактора. Это позволяет выявить потенциальные проблемы, такие как перегрев или застой, и скорректировать параметры на этапе проектирования.

Александр Кондрашов, кандидат технических наук и доцент кафедры "Оборудование и автоматизация химических производств" ПНИПУ, подчеркнул, что инструмент позволяет на этапе проектирования рассчитать геометрию нового реактора, включая его длину и диаметр. Инженеры могут протестировать десятки вариантов конструкции на компьютере и выбрать тот, который обеспечит максимальный выход продукта при минимальном риске перегрева и застойных зон. Это позволяет создавать более эффективные малотоннажные установки без дорогостоящих натурных экспериментов.

В отличие от расчетов для крупных промышленных установок, где часто используются усредненные данные, малотоннажные реакторы требуют более детального анализа. Даже небольшие отклонения температуры или скорости потока могут значительно повлиять на объемы сырья на выходе. Программа рассчитывает параметры процесса в различных точках установки и позволяет быстро сравнивать варианты конструкции и режимов работы. Вадим Котов, заместитель директора Центра трансфера технологий по работе с индустриальными партнерами ПНИПУ, отметил, что результаты тестирования программы показали ее корректность в описании процесса и предсказании выхода продукта.

В отличие от универсальных коммерческих пакетов моделирования, это программное обеспечение ориентировано на конкретные задачи, связанные с расчетом геометрии и режимов работы малотоннажных реакторов. Это позволяет инженерам быстрее сравнивать варианты конструкции, подбирать оптимальные параметры и оценивать выход продукта без проведения дорогих натурных экспериментов. Разработка также помогает сократить затраты на проектирование по сравнению с использованием зарубежного ПО, что снижает себестоимость производства метанола и других химических продуктов. Программа может быть адаптирована для других процессов переработки газа, таких как получение аммиака, диметилового эфира и синтетических бензинов, что делает ее универсальной основой для проектирования установок, способных перерабатывать газ непосредственно на месте добычи.

Источник