Связаться с приемной комиссией
Меню раздела
Основное меню
Передовая инженерная школа химического инжиниринга и машиностроения РХТУ им. Д.И. Менделеева участвует в разработке нового специализированного пакета GIBBS Polymers и внедряет его в образовательный процесс. GIBBS Polymers – это первое в РФ специализированное программное обеспечение для моделирования промышленных технологических процессов производства полимеров. В 2026 году ПИШ ХИМ получила beta-версию пакета для тестирования, а одна из его ключевых кинетических моделей — каталитической полимеризации этилена в реакторе непрерывного действия полного смешения — разработана при участии ученых школы.
Сотрудничество РХТУ с разработчиками российского технологического симулятора GIBBS развивается с 2022 года. Программное обеспечение используется в образовательном процессе, исследованиях и инженерных проектах для моделирования химико-технологических процессов, в том числе процессов переработки нефти и газа и производства химических веществ.
В 2026 году ПИШ ХИМ получила для тестирования GIBBS Polymers Beta — специализированный пакет для моделирования процессов получения полимеров. В его составе реализованы модели радикальной полимеризации этилена с получением полиэтилена низкой плотности (LDPE), каталитической полимеризации этилена с получением полиэтилена высокой плотности (HDPE), а также полимеризации пропилена на катализаторах Циглера—Натта.
От технологической схемы — к свойствам полимера
Классическое технологическое моделирование описывает состояния материальных потоков до и после технологических узлов, фазовые равновесия, материальные и тепловые балансы и работу аппаратов. Для полимерных производств этого недостаточно: одинаковый химический состав еще не означает одинаковые свойства материала. Инженеру необходимо одновременно рассчитывать ход технологического процесса и то, какие макромолекулы формируются в реакторе.
GIBBS Polymers связывает эти два уровня модели. Наряду с составом, температурой, давлением и расходом потоков программная среда может рассчитывать характеристики полимерного компонента: среднечисленную и среднемассовую молекулярные массы, индекс полидисперсности, молекулярно-массовое распределение и вклад различных активных центров катализатора. Для полимерсодержащих систем в GIBBS также реализованы специализированные термодинамические модели, включая уравнение состояния Санчеса—Лакомба.
Принципиально важно, что кинетическая модель полимеризации работает не изолированно, а непосредственно в составе технологической схемы. Свойства полимера, сформировавшегося в одном реакторе, передаются с материальным потоком в последующие аппараты. Это позволяет моделировать не отдельную реакцию, а связанную технологию производства материала.
Модель HDPE разработана при участии ученых ПИШ ХИМ
Одним из элементов GIBBS Polymers стала кинетическая модель каталитической полимеризации этилена на катализаторах Циглера—Натта в реакторе непрерывного действия полного смешения (CSTR) для получения HDPE. Работа над моделью велась учеными ПИШ ХИМ в 2025–2026 годах.
Модель учитывает стадии инициирования, роста, передачи и обрыва полимерных цепей и позволяет описывать работу многосайтового катализатора. Различные активные центры характеризуются собственными кинетическими параметрами и формируют полимерные цепи с различающимися молекулярно-массовыми характеристиками. В текущей реализации может учитываться до пяти типов активных центров. Сейчас модель проходит тестирование и валидацию: проверяются корректность, численная устойчивость и физическая обоснованность расчетов в различных технологических режимах.
GIBBS Polymers уже внедряется в образование
ПИШ ХИМ выступает не только площадкой для тестирования программного продукта. Ученые школы участвуют в разработке его специализированного функционала, а GIBBS Polymers уже внедряется в образовательный процесс РХТУ им. Д.И. Менделеева. Программная среда используется при освоении технологического моделирования в дисциплинах бакалавриата и магистерских программах ПИШ ХИМ.
В образовательном контуре GIBBS используется наряду с Aspen Plus и Aspen HYSYS. Задача курса — научить студентов не работе с одной конкретной программой, а инженерной методологии моделирования: постановке задачи, выбору термодинамической модели, построению расчетной схемы, анализу сходимости и физической корректности результата. Появление GIBBS Polymers позволяет добавить к этому еще один уровень — связь кинетики реактора с молекулярными характеристиками получаемого материала.
В тестировании beta-версии принимают участие магистранты и аспиранты ПИШ ХИМ. Таким образом, обучающиеся работают не только с готовым программным продуктом, но и с инженерной моделью на этапе ее развития: проводят расчеты, анализируют результаты и участвуют в тестировании нового функционала.
Уже в 2026 году обучение с использованием GIBBS будет доступно и внешним слушателям: ПИШ ХИМ готовит программы дополнительного профессионального образования по технологическому моделированию, включая работу с новым полимерным функционалом. О содержании программ, сроках и начале набора школа объявит дополнительно.
Следующий шаг — исследовательские и промышленные задачи
В 2026–2027 годах GIBBS Polymers планируется использовать в научно-исследовательских и опытно-конструкторских проектах ПИШ ХИМ. Среди них — моделирование газофазного реактора полимеризации этилена в интересах ПАО «СИБУР Холдинг» и разработка непрерывного технологического процесса получения полиакрилонитрила — прекурсора углеродного волокна — в интересах АО «ЮМАТЕКС».
Для ПИШ ХИМ работа с GIBBS Polymers объединяет три направления: разработку отечественного инженерного программного обеспечения, его внедрение в образование и применение в прикладных исследованиях для промышленности. РХТУ выступает не только пользователем технологического симулятора, но и участником развития его специализированного функционала и формирования на его основе образовательных компетенций нового поколения инженеров-химиков.
