Математичне та імітаційне моделювання хімічного реактора ідеального змішування для оптимізації об'єму робочого середовища

Abstract

У статті наведено результати дослідження, присвяченого математичному та імітаційному моделюванню реактора ідеального змішування (РІЗ) із метою оптимізації об’єму робочого середовища для процесу етерифікації оцтової кислоти етанолом. Розглянуто класичні підходи до побудови математичних моделей на основі рівнянь балансу маси та енергії, у тому числі для випадків стаціонарного та нестаціонарного режимів. Визначено переваги аналітичних методів для початкового аналізу та попередніх розрахунків за наявності відносно простих технологічних умов. Показано, що математична модель дозволяє з достатньою точністю оцінити динаміку змін концентрацій та обґрунтувати технологічні параметри при проектуванні ключового виробничого обладнання. The article presents the results of a comprehensive study of mathematical and simulation modeling of a continuous stirred tank reactor (CSTR) aimed at optimizing the operating volume during the esterification of acetic acid with ethanol. Classical approaches to building mathematical models based on mass and energy balance equations, including stationary and non-stationary regimes, are analyzed. The analytical methods are shown to be effective for preliminary process analysis and parameter estimation under relatively simple technological conditions. The mathematical model is demonstrated to predict dynamics of changes in concentrations and justify technological parameters when designing key production equipment with acceptable accuracy.