一种接近最小热条件的精馏塔优化分析

建立了一种每块板上都允许存在中间换热器的接近最小热条件的复杂精馏塔模型,根据精馏过程的火用损最小,优化了回流比和塔内换热负荷。对于影响精馏过程用能的因素:理论板数、进料位置、进料热状况进行了分析,得出了,要设计一个节能的精馏塔如何选择合适的理论板数、进料位置及进料的热状况的方法。并比较分析了该塔和具有相同理论板数的传统简单塔的传质推动力,发现在这种塔的整个塔内的传质推动力比较平均,而整个精馏过程的火用损比简单塔的小。     

丙酮和正己烷共沸体系萃取精馏的模拟优化

利用化工流程模拟软件Aspen Plus以NMP为萃取剂对丙酮和正己烷共沸物系的双塔连续萃取精馏过程进行了模拟计算与优化。确定最优工艺方案为:萃取精馏塔理论板数32,正己烷与丙酮原料进料位置为第25块理论板,萃取剂进料位置为第4块理论板数,溶剂比1.8,回流比1;溶剂回收塔理论板数为7块,回流比为0.6,进料位置为第4块理论板数。萃取精馏塔塔顶产品正己烷含量达到99.84%,萃取剂回收塔塔顶丙酮含量达到99.88%。模拟和优化结果为分离过程的优化操作和设计提供理论依据。     

乙酸乙酯-乙腈萃取精馏的模拟优化

应用化工模拟软件Aspen Plus对乙酸乙酪-乙腈最低共沸物系的连续萃取精馏过程进行了模拟与优化。通过绘制拟二元汽液平衡相图,筛选出合适的萃取剂为二甲基亚砜(DMsO)。确定了双塔连续萃取精馏的工艺流程,并利用灵敏度分析考察了萃取精馏塔的全塔理论板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、回流比、溶剂比(萃取剂对原料的体积比)等因素对分离效果的影响。确定的最佳工艺方案为:全塔理论板数为33,原料和萃取剂分别在第26块和第5块理论板进料,回流比为1.5,溶剂比为3。模拟与优化结果为乙酸乙酯.乙腈萃取精馏分离过程的设计和操作提供了依据。     

进料位置对双组分精馏过程耗能原因的分析

利用Aspen Plus软件对正庚烷-正辛烷双组分物系的精馏过程进行模拟计算。通过灵敏度分析确定最小回流比和理论板数的基础上,考察精馏塔的进料板位置、回流比等因素对分离精度、塔内气液相组成、温度分布和能耗的影响,结果表明,固定总板数和进料板位置,随着回流比的增加,塔顶产品组成随之增加;回流比改变,最优进料板位置也会发生变化;在达到分离要求的情况下,随着进料板位置的下移,塔顶热负荷、塔底热负荷和总热负荷先降低后升高;在最优进料板进料时,进料气液相组成和温度分布与进料板上的气液相返混程度和温度返混最小,每块塔板均为有效板,具有较高的分离能力,此时能耗最小。     

牛顿插值算法在精馏塔理论塔板数计算中的应用研究(英文)

图解法计算精馏塔理论塔板数是精馏塔设计中常用的一种理论塔板数的计算方法,该方法简单、直观,但计算精度相对较差,本文采用牛顿插值计算方法结合图解法计算精馏塔的理论塔板数,既保留图解法的直观效果,又可以直接进行计算.采用面向对象的设计方法.在VC++环境中开发了相应的软件,并对乙醛-苯、苯-甲苯、水-乙酸等二元体系进行验证.     

递推公式计算精馏塔的理论塔板数

阐述递推公式的推导过程,介绍如何和Excel函数及公式计算精馏塔理论塔板数的气-液相组成,使多媒体教学中的化工计算过程实现了图形化、可视化及自动化.其Excel逐板计算和Excel图解计算方法易于掌握,对于处理类似的化工计算有一定的参考作用.     

基于Aspen Plus的聚甲氧基二甲醚精馏过程模拟分析

在装有θ环填料的精馏塔内进行了聚甲氧基二甲醚精馏实验。利用化工流程模拟软件.AspenPlus对聚甲氧基二甲醚精馏过程进行模拟,首先,采用DsTWU简捷蒸馏模型,运用软件中NRTL、WILSON、UNIQUAC,3种物性方法对精馏塔进行了计算,得到了回流比、塔板数和温度等操作参数。接着,采用RadFrac严格精馏模型对精馏塔进行了验证,其计算结果与实验结果吻合良好,满足工艺要求。最后,对精馏塔的操作变量进行了灵敏度分析,讨论了进料位置、进料流率和回流比等参数对精馏分离要求与能耗的影响,并确定了最优化方案,即:进料板为第50块,进料流率为35 mol/h,回流比为6。     

用Excel电子表格确定精馏塔灵敏板位置

利用Ｅｘｃｅｌ电子表格计算不同回流比下各块塔板上汽－液平衡组成，通过温度－组成图表，由各板上液相组成求得其泡点，即可快速找到不同回流比下最大泡点差所对应的理论板－－灵敏板，避免了手工计算与编程的麻烦。当进料组成及回流比发生波动时，既有助于控制精馏塔的正常动转，又稳定了馏出液的组成。     

应用Maple软件计算精馏理论板数

分析了双组分理想物系与多组分物系的精馏理论板数求算的3种方法,即逐板计算法、McCabe-Thiele图解法以及捷算法。以这2类物系的理论板数计算为实例,分别在这3种求算方法中应用Maple计算程序后发现,Mqple软件完全能满足精馏塔理论板数的求算要求。该软件既能使工程技术人员克服手工计算繁琐、工作量大、无法反复试算等缺点,又能有效地提高计算精度与准确性,对计算、设计精馏塔有较大的帮助。     

分段抛物插值算法在精馏塔设计中的应用研究

在精馏塔设计中,计算理论塔板数的方法有图解法、逐板计算法和简捷法等,其中图解法因快捷直观而常被使用。图解法用于精馏塔设计,通常与MATLAB、AspenPlus、CAD、Excel等软件结合使用。在其设计过程中,先根据较有限的气液平衡数据和方程绘制相应的曲线,这样可能会造成一定的误差且曲线的光滑度也较差,从而导致精馏塔理论塔板数的计算精度不高。为提高其精度,本文采用数值分析方法——分段抛物插值法对二元理想体系的气液平衡曲线进行模拟,并结合MATLAB软件和图解法对精馏段操作线、q线和提馏段操作线进行数值计算和绘制曲线以计算精馏塔理论塔板数,从而完成精馏塔的设计。文中选用苯-甲苯物系作为应用实例,计算得出其q点坐标为(0.3626,0.5495),该物系的理论塔板数N为13.3739块(包括再沸器),其中第6.3589块板为加料板。     

EXCEL实现恒回流比间歇精馏的计算机仿真

对于恒回流比操作方式的间歇精馏,过程计算量大且公式应用相对复杂,用计算机完成间歇精馏的过程计算及操作仿真已经成为许多国内外学者的研究课题。为了满足系统的响应速度,提高动态釜液量误差,用Excel的VBA、函数、图表及重算等功能,实现间歇精馏的计算机仿真的新方法。在Excel中,建立了间歇精馏过程的数学模型与“数据处理表”,完成多项式拟合,由递推公式确定塔内各塔板液相组成xn与时间t的动态响应关系。获得的六次拟合曲线接近于实测的平衡数据,其相关系数达到0．999,各塔板液相组成xn与时间t的动态响应关系与实际计算吻合较好,获得了较满意的结果,为设计提供有效依据。     

石油馏分三种蒸馏曲线数学模型的研究

石油馏分三种蒸馏曲线换算的经验计算图表,依然是炼油工业设计、生产和科研中广泛使用的计算方法。但文献中有关石油馏分三种蒸馏曲线相关模型形式复杂、相对误差大,只能单向换算。本文研究了石油馏分的恩氏蒸馏曲线分别与实沸点蒸馏曲线、平衡汽化蒸馏曲线各段温差关系图之后,提出一个形式简单、误差相对小、能双向换算的新数学模型。结果表明:其计算结果与该曲线给出的数值吻合好,计算准确度高,明显优于前人的模型。     

用层次分析和模糊数学法归纳多组分精馏分离的顺序

归纳多组分精馏分离的次序在化工过程优化中具有重要意义,而目前常用方法过于主观或繁琐,因此建立一种简单、客观、准确的归纳方法非常重要。同时利用层次分析(AHP)和模糊数学法,构建用来归纳多组分精馏分离次序的数学模型,通过模糊数学的方法构造各属性指标的隶属函数,计算各种分离方案在各个指标中的权重,再利用层次分析法判断其优劣,从而确定分离方案,最后用该模型对2个实例进行了分析,方法简明实用。     

多效精馏流程的优化设计计算

本文针对多效平流，顺流，逆流三种精馏过程分别建立了设计计算的通用数学模型，并以年总消耗费用最小为目标函数，对三种精馏过程通过实例进行了优化设计计算，结果表明，文中给出的优化设计计算方法，可方便地求出多效精馏过程设计所需的基础数据及系统所需的最小加热蒸汽量。     

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。     

多组分精馏塔灵敏度系数和灵敏度的计算

通过正确划分精馏过程的状态变量及决策变量,从精馏塔的过程方程入手,建立了多组分精馏塔灵敏度分析的数学模型及计算方法。通过该方法可方便地求出精馏塔名状态变量对决策变量的灵敏度及灵敏度系数,定量地确定设计裕量,从而为精馏塔控制方案的设计及实际生产操作提供依据。     

乙烯基降冰片烯减压精馏系统的模拟与优化

汽相采用Virial方程,液相采用Wilson方程汽液平衡模型,对乙烯基降冰片烯（VNB）合成液减压精馏系统建立了复杂精馏塔的数学模型,采用严格的三对角矩阵法编制了适用于非理想完全互溶体系精馏塔模拟计算程序,经过模拟与优化计算,得到了达到分离要求（塔顶VNB含量≥99％）精馏塔最佳回流比、最适宜进料板序数、最佳全塔理论塔板数等的操作参数,模拟计算结果与实验结果相吻合,证明该模拟系统准确可靠,从而为乙烯基降冰片烯（VNB）合成液减压精馏系统工程设计提供了依据。     

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。     

化工原理精馏过程的计算机辅助计算

精馏过程为化工原理教学过程中的重点和难点部分,公式多,计算过程复杂,采用传统的板书讲解方式难以达到较好的授课效果。本文利用MATLAB语言强大的运算与图形表达功能,通过剖析精馏计算过程中的典型例题,给出了计算机辅助计算精馏过程的具体思路和方法。论文中还充分展现了采用计算机进行图解法解题的优越性,从而增强教学过程的直观性和可视性,加深学生对精馏单元的理解。     

缔合体系精馏过程模拟软件开发

建立了缔合体系相平衡模型,并对含缔合组分汽相焓进行了校正,液相用NRTL、Wilson方程修正其非理想性计算出的汽液相平衡数据及焓值,用于缔合体系多股进料精馏模拟取得了满意的效果。本软件采用三对角矩阵法求解精馏过程的MESH方程组,用Visual Basic 6．0开发出缔合体系精馏模拟软件,同时软件也包括了一般体系的多元复杂精馏模拟。