Совокупность указанных недостатков различных стадий рассматриваемой химической реакции позволяет выявить ее основной и наиболее существенный недостаток - низкую скорость реакции, а, следовательно, большое время проведения синтеза. Это обусловлено низкой концентрацией активных молекул и малым числом их эффективных актов взаимодействия, приводящих к образованию целевого продукта, а также склонностью молекул МЭГа вступать в реакцию полимеризации.

6. Постановка задачи поиска нового технического решения

Для реактора:

1) Недостаток - большое время реакции;

2) Элемент системы, ответственный за этот недостаток - водяной холодильник;

3) Параметры этого элемента – длина, форма теплопередачи водяного холодильника;

4) Ввести в систему водяной холодильник большей длины и более сложной формы (например, шариковый, змеевиковый, многоходовой или другой), для того, чтобы эффективнее “уходили” из реактора пары метанола, который сдвигает равновесие в обратную сторону и тормозит процесс.

5) Конфликт между показателями качества: улучшение отвода теплоты паров метанола за счет увеличения поверхности теплообмена в холодильнике приводит к возрастанию гидравлического сопротивления холодильника, и, как следствие, к затруднению отвода метанола.

6) Функциональный конфликт: чтобы улучшить теплоотвод от паров метанола, необходимо использовать холодильник, не создающий повышенного гидравлического сопротивления.

7) Конфликт свойств: холодильник должен быть таким, чтобы при максимальном теплоотводе сопротивление движению метанола было минимальным.

8) Таким образом, для решения этих конфликтов, необходимо использовать не один длинный холодильник сложной формы, а систему нескольких n коротких холодильников более сложной формы, например, так:

При этом используется прием №5: изменить условия, в которых находится узловой элемент таким образом, чтобы его различные части имели различные значения параметра, указанного в формуле конфликта свойств – то есть применение шарикового холодильника, различные части которого имеют бо́льшую поверхность теплообмена и пониженное гидравлическое сопротивление.

Показатель эффективности ТС, улучшаемый при этом – увеличение скорости конденсации и количества сконденсированного метанола, и, как следствие, сокращение времени реакции.

Для процесса:

1) Недостаток - низкий выход процесса;

2) Элемент системы, ответственный за этот недостаток – моноэтиленгликольметакрилат (МЭГ);

3) Один из параметров этого элемента – склонность этого вещества к побочной реакции полимеризации;

4) Необходимо понизить активность элемента системы - моноэтиленгликольметакрилата.

5) Конфликт между показателями качества: со снижением активности МЭГ в побочной реакции полимеризации, падает также его активность и в основной реакции переэтерификации.

6) Функциональный конфликт: необходимо избирательно понизить активность МЭГа в побочной реакции, и повысить (или оставить прежней) в основной реакции.

7) Химический конфликт свойств: необходимо придать моноэтиленгликолю свойства низкой полимеризуемости, и одновременно реакционоспособность при взаимодействии с эфиром.

8) Необходимо применить прием № 9: включить узловой элемент в состав системы, которая характеризуется одним значением параметра, указанного в формуле конфликта свойств, а узловой элемент - другим значением, то есть, ввести МЭГ в систему, придающую МЭГу низкую способность к полимеризации (содержащую ингибиторы полимеризации).

9). Показатель эффективности ТС, который при этом увеличился - выход реакции, за счет снижения доли побочной реакции.

7. Синтез с помощью эвристических приемов

Синтез с помощью эвристических приемов проведем благодаря автоматизированной информационно-поисковой системе. Уровень проектирования - химическая система.

Таблица 8 Синтез решений с помощью эвристических приемов

Таблица 9 Технические функции физических эффектов