Северский технологический институт НИЯУ МИФИ

С. И. Кривопустов, аспирант кафедры МАХП;

В. П. Пищулин, профессор кафедры МАПХ, тел. (3823) 54-66-82;

В. Н. Брендаков, зав. кафедрой ПИ;

С. В. Теровский, аспирант кафедры МАПХ.

На основе теоретического анализа рассмотрено построение математической модели процесса экстракции в экстракционной пульсационной колонне с пакетной насадкой КРиМЗ или ТМ, предназначенной для экстракционного аффинажа урана из концентратов природного или регенерированного урана с помощью нейтрального экстрагента раствора трибутилфосфата в керосине или других углеводородных фракциях. Рабочим материалом в экстракционном оборудовании служит двухфазная среда, изучение характеристик которой представляется весьма важным при исследовании различных методов интенсификации процесса экстракции, для определения оптимальных режимов работы оборудования. Это позволяет решать задачи, связанные с проектированием экстракционного оборудования, управлением технологическим процессом, прогнозированием оптимальных режимов работы экстрактора, основными свойствами его работоспособности и надежности. Исследованы основные методы анализа, моделирования, оптимизации технологических схем реального производства. Составлена система дифференциальных уравнений, описывающая перенос вещества (ценного компонента) в водной и органической фазах по высоте колонного пульсационного экстрактора, пригодная для моделирования технологического процесса экстракционного аффинажа урана. С помощью программного обеспечения, управляемого средствами пакетов MIK$Sys по контролю технологического процесса и просмотру трендов отклонений технологических параметров от регламентных границ в предложенном информационном окне, проведен анализ с выборкой типов (трендов) технологических параметров, рабочего режима экстракционной колонны (процесса экстракции) за определенный промежуток времени. Предложена модель процесса экстракции в экстракционной пульсационной колонне с массообменными тарелками ТМ. Проведен анализ процесса массопередачи, выполнены расчеты объемного коэффициента массопередачи. Получено регрессионное уравнение, описывающее процесс экстракции в колонном пульсационном экстракторе, зависимость концентрации ценного компонента в экстракте от концентрации и расхода водной фазы, а также от расхода экстрагента. Полученные аналитические зависимости использованы для автоматического регулирования хода процесса экстракции.

1. Мынцов А. А. Новые решения старых проблем поддержания работоспособности вращающегося оборудования // Матер. IV Межд. науч.-практ. конф. «Энергоресурсосбережение. Диагностика 2002». — Димитровград, 2002. — 360 с.
2. Кафаров В. В., Глебов М. Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. — М. : Высшая школа, 1991. — 400 с.
3. Кафаров В. В. Основы массопередачи : 3-е изд. — М. : Высшая школа, 1979. — 439 с.
4. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами : пер. с англ. В. Д. Скаржинского / под ред. В. Г. Горского. — М. : Мир, 1973. — 957 с.
5. Исследования основных характеристик надежности технологического процесса экстракции // Инновационные технологии атомной энергетики и промышленности : сб. статей, посвященный 50-летию Северской государственной технологической академии. — Северск : СГТА, 2009. — С. 176–181.
6. Исследование процесса экстракции в колонном экстракторе // Материалы отраслевой науч.-практ. конф. молодых специалистов и аспирантов «Молодежь ЯТЦ: наука, производство, экологическая безопасность». — Железногорск : ФГУП «ГХК», 2009. — 260 с.
7. Разработка математической модели процесса экстракции в колонном экстракторе // «Наука и устойчивое развитие общества. Наследие В. И. Вернадского» : сб. материалов 4-й Межд. науч.-практ. конф. — Тамбов : ТАМБОВПРИНТ, 2009. — 380 с.
8. Кривопустов С. И., Пищулин В. П. Анализ работоспособности экстракционной колонны // Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 315, № 3. С. 39–44.
9. Теровский С. В., Пищулин В. П. Экстрактор колонный пульсационный со стабилизацией потоков фаз // Вестник Торгово-технологического института. 2011. № 1 (4). С. 47–53.
10. Рузинов Л. П. Статистические методы оптимизации химических процессов. — М. : Химия, 1972. — 200 с.
11. Власов В. А., Тихомиров И. А., Локтев И. И. Вопросы моделирования технологического процесса // Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308, № 6. С. 90–94.