Implementación en computadora de algoritmos de rasgado de programa de diagramas de flujo de procesos químicos

Abstract

In this thesis a method implemented by computer to determine the minimum set of cutting currents, allowing breaking of all cycles of chemical processes with recirculation, which is necessary to carry out the simulation thereof is presented using sequential modular approach. This procedure consists of two stages. In the first step all simple flow diagram cycles information (DFI) of the process under study, using a technique based on the depth priority search algorithm identified. In the second part, the minimum set of cutting current is obtained using an integer programming model and a heuristic method. Both algorithms are based on the matrix cycles. The currents thus calculated cutting break all cycles and thus generate acyclic processes associated structures having an order of precedence of the processing units, which can be identified to establish the sequence in which they must be calculate sequential and iterative manner. To this end, the cut currents are divided into two parts that are linked by a convergence module. In each iteration, the output of this module becomes the supposed current, while the input current becomes the calculated current. The independent variables of all output currents modules convergence must assume to begin iterative simulation calculations, which conclude when the currents calculated are equal to the current alleged to be updated at each iteration according to the method of convergence used. Therefore, this approach simplifies troubleshooting process simulation with recirculation.

En este trabajo de tesis se presenta un procedimiento implementado en computadora para determinar el conjunto mínimo de corrientes de corte, que permite el rompimiento de todos los ciclos de procesos químicos con recirculaciones, lo cual es necesario para llevar a cabo la simulación de los mismos usando la estrategia modular secuencial. Este procedimiento consiste en dos etapas. En la primera etapa se identifican todos los ciclos simples del diagrama de flujo de información (DFI) del proceso bajo estudio, usando un algoritmo basado en la técnica de búsqueda en profundidad prioritaria. En la segunda parte, el conjunto mínimo de corrientes de corte es obtenido usando un modelo de programación entera y un método heurístico. Ambos algoritmos están basados en la matriz de ciclos. Las corrientes de corte así determinadas rompen todos los ciclos y, por consiguiente, generan procesos con estructuras acíclicas que tienen asociado un orden de precedencia de las unidades de proceso, el cual se puede identificar a fin de establecer la secuencia en la que éstas se deben calcular de manera secuencial e iterativa. Para tal efecto, las corrientes de corte se dividen en dos partes que están vinculadas por un módulo de convergencia. En cada iteración, la salida de este módulo se convierte en la corriente supuesta, mientras que la corriente de entrada pasa a ser la corriente calculada. Las variables independientes de todas las corrientes de salida de los módulos de convergencia se deben suponer para iniciar los cálculos iterativos de simulación, los cuales concluyen cuando las corrientes calculadas son iguales a las corrientes supuestas que se actualizan en cada iteración de conformidad al método de convergencia utilizado. Por lo tanto, esta aproximación simplifica la solución del problema de simulación de procesos con recirculaciones.