面向对象技术的多元缔合体系闪蒸模拟

用面向对象技术抽象出闪蒸类结构和功能,实现闪蒸类的封装、继承、属性和方法.对缔合体系汽相采用维里方程,液相用UNIQUAC方程修正其非理想性,校正缔合组分汽相焓的计算,建立相平衡模型.用一维或二维New-ton-Raphson法对缔合和一般体系的闪蒸过程方程组进行多元闪蒸分离计算,模拟结果与文献值对比平均卡机对偏差小于2.46%.软件将面向对象技术和缔合物系热力学模型及数值分析方法结合,进行闪蒸单元操作的模拟分离计算.可作为基础模块用于化工过程流程模拟、分析、优化及系统集成开发并可用于实际生产过程的闪蒸计算.     

Ponchon-Savarit法模拟精馏的过程

根据汽液平衡数据和相关的气相焓和液相焓数据,利用插值和迭代法模拟精馏过程,用Ponchon-Savarit法计算精馏过程,先根据物料衡算方程、组分衡算方程和焓衡算方程,利用迭代法精算每一块塔板上的汽液组成、汽液流量以及回流量,再分别计算塔顶冷凝器、精馏段、进料板、提馏段、塔底再沸器。在Visual C++环境中,采用面向对象的方法自行设计出精馏模拟软件,通过苯-甲苯二元混合物的研究,证明该法可用于模拟精馏过程,模拟效果较好。     

间歇精馏设计软件的开发

利用Visual Basic 6.0语言开发间歇精馏常规设计及优化设计软件。软件可用于不同物系(二元理想及非理想溶液)，采用不同操作方式(恒馏出液组成操作和恒回流比操作)间歇精馏的常规设计和优化设计(包括单变量优化和多变量优化)计算。软件采用面向对象的编程技术，对精馏组分的物性参数、汽液相平衡数据实行数据库操作，界面友好，使用方便。     

用Visual Basic实现多组分理想体系的泡露点计算

针对多组分体系精馏过程逐板计算中泡露点计算,采用Visual Basic6.0语言的面向对象编程技术,并与Access数据库技术相结合,根据不同物质的物性参数,汽液相平衡数据,实现泡点,露点温度计算的功能模块软件开发.通过以乙烯,乙烷,丙烯精馏为例验证,软件计算结果准确,使用方便.     

COSMO-SAC模型预测含丙三醇体系的汽液相平衡

流体相平衡性质是产品提纯、装备设计、操作优化等过程不可或缺的基本物性数据。借助COSMO-SAC模型,对丙三醇+水、甲醇、乙醇、丙醇和丁醇二元体系的汽液相平衡进行了预测,结果显示考虑氢键作用的模型预测精度较高;针对丙三醇分子结构特点,采用分子模拟软件对其分子结构进行了重新优化,并获得新的COSMO文件,据此预测的相平衡数据精度得到进一步提高;最后根据含丙三醇二元混合体系的汽液平衡数据,给出了新的COSMO-SAC模型参数,并成功预测含丙三醇三元汽液相行为。     

汽-液-液三相平衡计算研究

汽-液-液三相平衡计算兼有汽-液平衡与液-液平衡过程,是多相平衡计算的基础。相对于两相平衡计算,三相平衡计算参数和非线性方程数增加,计算难度相对增大。首先分析汽-液-液三相平衡数学模型,主要包括物料平衡、相平衡和能量平衡方程,其次选用平衡常数法计算汽-液-液三相平衡,包括初值的选取及迭代计算,最后用开发的汽-液-液三相平衡方法计算工业实例,并与化工流程模拟软件Aspen Plus计算结果对比,对三相平衡计算方法的准确性进行验证。结果表明该方法计算结果与Aspen Plus软件计算结果相比,各相分率及组成的相对偏差较小,计算精度较高,可用于汽-液-液三相平衡体系的计算。     

乙烯-醋酸乙烯酯体系的汽液相平衡分子模拟

本文采用分子模拟手段对乙烯-醋酸乙烯酯体系的汽液相平衡性质进行了研究。首先,采用量化模拟方法分析了醋酸乙烯酯分子的电子特性,揭示其相互作用特点,并采用格点取样法模拟计算了醋酸乙烯酯分子对构型的分子间相互作用能,拟合了CHo=c(sp~2)原子基团的非键作用项参数;其次采用GEMC方法,在T=303.15 K,P=310 kPa、724 kPa、1138 kPa条件下对乙烯-醋酸乙烯酯二元混合物体系的汽液相平衡性质进行了模拟考察。模拟值与文献值相对偏差较小,说明采用修正后的力场可以较好地描述醋酸乙烯酯体系的汽液相平衡性质。     

醋酸甲酯-丙烯酸甲酯-醋酸-丙烯酸四元体系汽液相平衡的测定关联与精馏模拟

本文系统地测定了醋酸甲酯、丙烯酸甲酯、醋酸和丙烯酸体系的二元汽液相平衡实验数据,为生产丙烯酸新工艺后续产物的分离提供了数据支撑。同时采用NRTL活度系数模型对所测相平衡数据进行了热力学关联,回归了相应的模型参数。经验证模型的预测值和实验值相吻合。在此基础上,利用Aspen Plus模拟软件对该四元体系丙烯酸的分离进行了流程模拟及优化。模拟结果实现了高纯净产品的分离,为丙烯酸新工艺分离技术的工业化提供了重要的指导。     

人工神经网络在汽液相平衡常数预测中的应用

汽液相平衡常数的计算在化工分离过程中至关重要 ,传统方法参数众多 ,计算过程复杂 ,耗用机时多。本文在文献数据的基础上 ,首先利用过程模拟软件DesignⅡ对汽液相平衡常数进行了计算 ,然后使用三层BP神经网络及L -M算法对汽液相平衡常数进行预测 ,并以其他多种算法作为对比。结果表明 ,预测数据与实验数据吻合相当好 ,L -M算法运算速度明显快于其他算法 ,总耗机时大大缩短     

碳酸二甲酯-甲醇-糠醛三元体系汽液平衡数据的推算与关联

测定了DMC-CH_3OH,DMC-C_5H_4O_2,CH_3OH-C_5H_4O_2二元体系汽液平衡实验数据,利用二元体系的汽液平衡数据,运用C语言用NRTL状态方程模拟推算了碳酸二甲酯-甲醇-糠醛三元体系在常压下的汽液平衡,并对数据进行了关联。为建立精馏分离碳酸二甲酯-甲醇二元共沸体系的数学模型提供了必要的VLE数据。     

软件集成环境下的精馏塔动态仿真

化工过程动态仿真的关键问题是物性数据的计算及非线性微分方程和代数方程的求解，商品化的过程稳态模拟软件能够精确计算纯组分及混合物的物性，而MATLAB/SIMULINK具有强大计算及仿真功能。该文通过将Matlab／Simulink与Aspen Plus模拟软件物性和热力学数据库集成，对精馏塔进行了动态仿真研究。文中阐述了软件集成的方法，建立了精馏塔的通用动态数学模型，在Simulink中以S-函数的方式进行了实现。通过软件集成进行过程的仿真研究，充分利用了现有软件的优势，减少了编程工作量，提高了开发效率。     

酒精五塔蒸馏工艺过程模拟

针对典型的酒精蒸馏五塔工艺流程及蒸馏过程各物流的组成、压力、温度等工艺条件,分析模拟计算的热力学方法和热力学数据,结果表明,本文所选用的热力学方法SRKM、IDEAL、NRTL及物流组分交互作用参数均适用于酒精蒸馏五塔工艺流程,各工艺物流的模拟数据与设计数据最大误差均小于4.5%,模拟值与设计值比较吻合,不超出设计误差(10%)的限度.     

稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟

醋酸是一种重要的化工原料,其水溶液广泛存在于各类工业过程中。由于醋酸与水会缔合使得两者的相对挥发度不大,生产中用于分离醋酸/水的工艺能耗较高,因此研究者和工业界都在寻求更好的分离方法。本文以醋酸正丙酯做挟带剂,应用Aspen Plus流程模拟软件,汽相逸度采用Hayden-O’Connell方程,液相活度系数采用NRTL方程计算,实现了稀醋酸共沸精馏脱水工艺的模拟。本文详细讨论了全塔理论板数、进料位置、回流比等因素对脱水塔性能的影响。结果表明,在理论板数50块,回流比3.2,醋酸进30块板,挟带剂与进料比0.15条件下,塔釜得到醋酸浓度高于95%。模拟结果对醋酸脱水工艺的设计和改造具有重要的指导意义。     

乙烯精馏系统-脱丁烷塔智能操作优化

针对乙烯精馏过程,本文提出在线优化结构模型.为了避免复杂精馏过程建模和与大型流程模拟软件接口程序的时间延迟,提高模拟运箅速度,该模型结合神经网络的学习功能,用于精馏过程的模拟计算.采用改进的遗传算法,实现乙烯数字工厂中脱丁烷塔的在线优化系统,算法引入模式搜索技术和加速策略,满足在线优化的时间和精度要求.计算结果表明,该法具有运算时间短、收敛快的优点,能够满足在线优化的要求.同时,为该优化模型拓展到其它工艺过程提供参考.     

精馏过程动态仿真建模

精馏过程的模型化与仿真在化工操作和工艺设计中具有重要的意义。对精馏塔进行动态数学模型的建立与仿真,不仅可以研究精馏过程在不同工况下的变化情况,而且还可以用于精馏塔的优化控制,进而提高精馏过程的生产效益。本文针对精馏塔操作过程,建立了基于平衡级假设和非平衡级假设的精馏过程动态机理数学模型,并对平衡级假设的模型进行了动态模拟。该模型从机理分析入手,进行合理的简化,模型的计算时间大大的缩短,从而使模型具有比较广泛的实用性。该模型采用的动态数学模型为METSH(质量平衡方程、相平衡方程、塔板效率方程、摩尔分数归一化方程、能量平衡方程)方程,通过计算METSH方程,可以模拟出精馏塔内温度、汽相流量、液相流量、汽相组分以及液相组分的变化趋势。通过仿真结果可以看到,该模型比较准确的预测了精馏塔中各个操作参数的动态趋势,与实际情况基本一致,其稳态结果与实际情况也基本吻合。该模型对于仿真培训及精馏过程的控制分析具有较高的理论研究意义和实际应用价值。     

计算机模拟合成乙苯催化精馏过程

本文对含有不凝组份的苯和乙烯烷基化催化精馏过程进行了计算机模拟。以少量实验验证计算机模拟的可靠性。在得出计算机模拟结果基本可以表述催化精馏过程实际情况后，利用计算机模拟方法优选出最佳工艺条件。而后又用实验装置对所选最佳工艺条件进行验证，从而证明可利用实验与计算机模拟相结合的方法对催化精馏进行工艺条件的优选。     

单点系泊船舶运动的仿真研究

应用计算机仿真方法，研究了潮流作用下系泊系统的运动响应。建立了三自由度运动微分方程。然后在仿真工具箱SIMULINK中建立了时域仿真模型。对系泊船只的运动进行了计算机仿真。给出了其运动响应的时间历程，讨论了系统刚性对系泊运动的影响，利用Liapunov理论分析了静止系泊位置的稳定性，指出了定性分析方法对于系泊系统设计的意义。     

有序搜索法加调优法研究有机硅单体的分离序列

针对有机硅单体混合物(甲基氯硅烷混合物)中组分较多、分离塔系复杂的特点,提出了利用有序搜索法加调优法研究其最优分离序列的方法。利用AspenPlus模拟软件中的DSTWU模块和WILSON热力学计算模型,对提出的合成序列中涉及到的各分离子问题进行初步模拟计算。将模拟结果代入相关的费用计算模型,并利用探试成本函数概念,估算不同切割位置分离序列的年总成本。以年总成本最低为目标函数,利用有序搜索法递减确定不同组分混合物的最佳切割点。结果表明,序列Ⅰ为最佳切割点分离序列。然后,以序列Ⅰ作为初始序列,提出相关的3组相邻分离序列,采用渐进调优法对其进行调优。利用AspenPlus模拟软件中的RADFRAC严格精馏计算模块对以上4组分离序列进行精确模拟计算,分别对其各塔的进料位置和回流比进行优化,将优化结果代入相关的费用计算模型,计算并比较以上4组序列的年总成本。研究结果表明,序列Ⅳ的年总成本最低,较初始序列Ⅰ的年总成本降低了2.31%,因此选择序列Ⅳ作为分离有机硅单体混合物的最优方案是合适的。