甲醇合成过程的建模、分析与优化条件选择

通过物料平衡与热力学平衡对甲醇合成反应过程进行建模,并采用matlab工具对所建模型进行多元非线性方程组的求解,以根据给定操作条件来计算反应平衡组成、各股物料参数、各主要工艺指标如甲醇产量、消耗等,并继而定量分析各种操作条件对工艺指标的影响,以便指导实际化工生产操作,从而帮助确定最佳的合成操作工况条件,并可以根据给定的原料条件等参数预测合成产量与消耗等指标。     

碳酸二乙酯-甲苯二元体系相平衡数据的测定与关联

采用双循环汽液平衡釜测定了101.3kPa下碳酸二乙酯-甲苯二元体系的汽液平衡数据。实验数据使用Herington面积积分法检验符合热力学一致性。运用Matlab中的非线性最小二乘法程序,对二元汽液平衡的Wilson和NRTL模型进行参数计算,利用关联出的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较,二者符合良好,这为碳酸二乙酯-甲苯体系的热力学研究提供了基础数据。     

用模式搜索法模拟催化精馏合成异丙苯过程

对催化精馏合成异丙苯体系建立非平衡级模型。针对此方程组非线性强和方程数多、模拟过程难以收敛的特点 ,运用模式搜索法求解。通过选择适当的步长和加速因子 ,并对变量的取值范围进行一定的约束 ,比牛顿型法适用较宽的初值范围。相平衡常数用Soave模型计算 ,得到了催化精馏塔内的温度及液相组成分布。模拟结果与试验数据基本吻合 ,可以用于催化精馏合成异丙苯工艺条件的确定。     

富含凝析水、元素硫的特殊油气体系相态研究

富含凝析水、元素硫的特殊类型气藏、凝析气藏,随着开采过程温度及压力的降低,凝析水和元素硫由烃类流体中析出,出现气-液-液-固四相共存现象.根据物质平衡方程组和热力学平衡方程组,建立了富含凝析水、元素硫的凝析油气体系相态研究方法及气-液-液-固四相相平衡计算模型.富含凝析水、元素硫的凝析油气体系相态研究将对提高气井采收率、完善气井生产动态分析和气藏工程设计等具有重要的指导作用.     

连续计算法优化气—液平衡计算

本文介绍的气－液平衡连续计算法，是通过对描述相态特征的状态方程进行分析研究，并参照热力学的做法，利用高斯积分公式推导，得分适用于气－液平衡计算的方程组。最后，介绍了利用方程组计算的例题。     

苯、对二甲苯、庚烷、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮多组分体系液液平衡的研究

用恒温震荡装置测定了苯、庚烷、乙二醇、N -甲基吡咯烷酮和对二甲苯、庚烷、乙二醇、N -甲基吡咯烷酮 2个四组分体系以及苯、对二甲苯、庚烷、乙二醇、N -甲基吡咯烷酮五组分体系的常压液液平衡数据。用UNIQUAC活度系数方程对相平衡数据进行关联 ,并得到该方程的参数。方程的计算误差表明 ,UNIQUAC方程适用于上述四、五组分体系液液平衡的关联与预测。     

二甲醚-水二元体系汽液平衡的研究

在0.13MPa~1.45MPa压力范围内,测定了309.15、323.15、333.15、348.15、358.15、373.15、393.15K下二甲醚-水二元体系的汽液平衡数据。利用状态方程-活度系数法,采用PR方程计算气相各组分的逸度系数,NRTL和UNIFAC法计算液相活度系数,对二甲醚-水二元体系的汽液平衡进行了热力学计算。模型计算值与实验值符合良好。     

汽液平衡数据对醋酸-水体系普通精馏设计的影响

针对醋酸-水体系的非理想性,分别对汽相、液相进行修正,将推导出的含缔合体系的热力学模型用于醋酸-水体系的普通精馏模拟计算,利用文献报道的101.325 kPa下的醋酸-水体系汽液平衡数据分别进行过程模拟计算。从而选择出合适的汽液平衡数据。对选择的汽液平衡数据,利用不同的热力学模型进行关联,分析热力学模型对模拟计算的影响。在此基础上对精对苯二甲酸装置中的溶剂脱水塔进行模拟计算,使醋酸-水体系的普通精馏设计结果更接近于实际情况。     

萃取分离低浓度DMF含盐废水的液-液平衡研究

利用液-液平衡釜测定了在常压下,温度为293.15K,Na2SO4质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%条件下的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-水-氯仿体系的液-液平衡数据。实验结果表明,随着盐浓度的增加,DMF的选择性系数增大。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了热力学关联,回归得到该体系的二元交互性参数,并得到了模型参数随盐浓度变化的规律。运用回归得到的模型参数对该体系的液-液相平衡数据进行了预测,计算值与实验值的相对均方根误差在7.15%以内,绝对平均误差在1.46%以内,说明NRTL模型能较好地预测该体系的液-液平衡关系,可为萃取分离低浓度DMF含盐废水提供了工艺设计和模拟优化的基础数据。     

用UNIFAC模型预测有机硫化物-烃类体系汽-液平衡

 汽油中硫化物与烃类之间的汽-液平衡是渗透汽化汽油脱硫技术的基础理论之一。研究了不同 UNIFAC 模型对有机硫化物-烷烃体系的汽-液平衡的预测精度。结果表明,笔者提出的 UNIFAC-r^1/6模型对有机硫化物-烷烃类化合物体系的气相组成偏差与压力偏差均低于其他 UNIFAC 模型,尤其对含有支链烷烃的溶剂体系与非理想性较高的噻吩-正己烷体系,建立的模型能够用于预测汽油体系中有机硫化物-烃类的汽-液平衡。     

MH—81状态方程关联醇—烃体系的汽—液平衡

MH-81状态方程结合两种不同的混合法则(混合法则Ⅰ和Ⅱ)关联了醇-烃体系的汽-液平衡。结果表明,混合法则Ⅱ比混合法则Ⅰ更优越。而且混合法则Ⅱ关联醇-烃体系汽液平衡的精度与Wilson活度系数模型相当。     

多元精馏塔非平衡级模型与仿真──Ⅱ．仿真与分析

以某芳烃联合装置中具有５０块塔板、８个组分的大型抽出液塔为对象，采用非平衡级模型进行仿真计算。结果表明，与平衡级模型相比，非平衡级模型具有更好的通用性和精度，在相同精度下，用分割迭代方法求解模型方程组，速度优于牛顿法。     

多元精馏塔非平衡级模型及仿真——Ⅱ.仿真与分析

以某芳烃联合装置中具有５０块塔板、８个组分的大型抽出液塔为对象，采用非平衡级模型进行仿真计算。结果表明，与平衡级模型相比，非平衡级模型具有更好的通用性和精度，在相同精度下，用分割迭代方法求解模型方程组，速度优于牛顿法。     

含水N-甲酰吗啉四元物系汽液平衡的研究

用鼓泡平衡釜测定了常压、60℃下正己烷 -苯 -水 -NFM、正己烷 -甲苯 -水 -NFM、正庚烷 -苯 -水 -NFM和正庚烷 -甲苯 -水 -NFM四个四元物系的汽液相平衡数据 ;用NRIL和UNIQUAC方程进行关联 ,计算值与实测值的偏差均小于 0 0 18。由NRIL方程的相互作用参数预测了相关体系二元和三元的汽液平衡数据、无限稀释活度系数 ,并由同温度含水NFM体系的液液平衡数据推算同物系汽液平衡数据 ,结果均较满意     

乙酸甲酯-甲醇含盐体系汽液平衡

测定了0.101MPa压力下乙酸甲酯-甲醇、乙酸甲酯-甲醇-乙酸钾及乙酸甲酯-甲醇-氯化锂体系汽液平衡数据。以Rousseau拟二元体系模型及Furter拟二元体系模型处理溶盐三元体系,并用Van Laar方程、Margules方程及Wilson方程关联无盐及两拟二元体系,得到了较好的结果。     

UNIFAC基团贡献法预测含N-甲酰吗啉体系的汽液平衡

应用UNIFAC基团贡献法 ,将N -甲酰吗啉划分为C4H8NO和CHO两个基团 ,用文献值拟合了CH2 、ACH、ACCH2 、CHO及H2 O与C4H9NO的基团相互作用参数am/n。用拟合的参数预测了含吗啉和N -甲酰吗啉体系的二元、三元和四元体系的汽液平衡数据和烃类在不同含水量的N -甲酰吗啉溶剂中的无限稀释活度系数。结果表明 ,对N -甲酰吗啉基团的划分是合理的 ,拟合的基团相互作用参数能够满足N -甲酰吗啉溶剂用于芳烃回收装置设计的需要     

碘甲烷-丙酮二元体系常压汽液平衡的研究

采用改进的Rose平衡釜,在101.325kPa压力下,测定了碘甲烷-丙酮二元体系的汽液平衡数据,用Willson、NRTL、UNIQUAC三种模型对实验数据进行了关联,并进行了热力学一致性检验。     

最优化理论求解钻柱接触非线性问题

文中用有限元方法建立了钻柱接触非线性方程组，根据方程组的性质，以单个节点平衡方程为优化对象，节点位移和接触力为等式和不等式约束条件，建立了钻柱接触非线性问题最优化求解模型。利用matlab编制优化程序，从第一个节点算起采用递推方法对该优化问题进行计算，通过对算例计算，验证了算法的正确性。     

萃取分离低浓度DMF含盐废水的液-液平衡

 利用液-液平衡釜测定了在常压下,温度为293.15K,Na₂SO₄质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%条件下的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-水-氯仿体系的液-液平衡数据。实验结果表明,随着盐浓度的增加,DMF的选择性系数增大。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了热力学关联,回归得到该体系的二元交互性参数,并得到了模型参数随盐浓度变化的规律。运用回归得到的模型参数对该体系的液-液相平衡数据进行了预测,计算值与实验值的相对均方根误差在7.15%以内,绝对平均误差在1.46%以内,说明NRTL模型能较好地预测该体系的液-液平衡关系,可为萃取分离低浓度DMF含盐废水提供了工艺设计和模拟优化的基础数据。     

七段式三维水平井井眼轨道设计方法

国内页岩油气储层埋深较大，传统的五段式三维水平井轨道难以满足优快钻井需求。鉴于此，提出了“垂直段-增斜段-稳斜段-扭方位段-稳斜段-增斜段-水平段”七段式三维水平井轨道，给出了与之对应的基本方程组(三元非线性方程组)，将上述七段式三维轨道拆分至2个铅垂面和1个斜平面上，建立了与之等效的3个二元非线性方程组，降低了求解难度。实例分析表明，储层埋深较大的丛式三维水平井采用七段式轨道能够显著缩短三维扭方位段长，有助于降低井眼轨迹控制难度并提高钻井速度。该研究成果能够为丛式三维水平井轨道设计提供技术支持。