VBA实现恒馏出液组成间歇精馏的计算机模拟

对于恒馏出液组成操作方式的间歇精馏,过程计算相对复杂,计算量很大。在常用软件Excel中利用VBA实现塔内各塔板液相组成xn与时间t的动态响应,完成间歇精馏的过程计算及模拟,具有可视化、即时化、自动化等优点,可行且有实用意义。     

恒馏出液组成间歇精馏回流比的控制和调节

计算及模拟间歇精馏过程已成为国内外许多学者的研究课题.以恒馏出液组成操作方式的间歇精馏,调节与控制回流比十分重要,过程计算复杂,计算量也很大.在Excel中,递推公式结合VBA编程求取了初始回流比Ro和最终回流比Re;VBA程序与Excel图表的数据通讯获得了各塔板气液组成的动态数据;Excel与VBA的混合编程得到了蒸馏时间与塔釜组成、塔釜组成与回流比的动态函数关系;为间歇精馏的动态调节、控制回流比和计算机模拟等问题提供了解决的途径.     

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.     

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。     

基于Aspen Dynamics氯乙烯精馏过程的动态模拟及应用

为了找出氯乙烯精馏过程中某个操作参数发生扰动时对其它操作参数的影响,利用Aspen Dynamics软件针对某工厂PVC生产装置实例,建立了氯乙烯精馏过程的动态模拟流程,以该流程为基础进行动态模拟与分析:先是对比了动态模拟的初始化结果与稳态模拟结果,表明动态模拟的计算精度可以满足工程计算需要;然后分析了精馏系统的进料量、进料组成等操作参数发生扰动时,对低沸塔的塔顶、塔底采出量及其组成的影响,以及对高沸塔的塔顶、塔底采出量及其组成的影响,获得了这些干扰引起的动态响应曲线,有利于进一步优化低沸塔和高沸塔的控制方案,从而指导工业生产。     

精馏过程动态机理模型建立

为了实现精馏过程的动态优化和先进控制,必须解决精确的动态数学模型的建立问题.本文介绍了精馏过程动态机理建模的方法,该模型的特点是考虑每块塔板温度、压力、汽相流量、液相流量、汽相浓度、液相浓度和持液量的动态特性,并且,利用正交配置方法离散模型方程,利用牛顿一拉夫逊方法解模型方程,研究结果表明该模型精度高,误差小于3%,适合于精馏过程的动态优化和先进控制策略研究.     

基于Cape-Open标准的间歇精馏过程模拟系统的开发

在合理假设的前提下建立间歇精馏过程的严格动态模型,此模型按精馏塔的结构分解为:再沸器、塔板、冷凝器、回流釜、分配器及产品罐模型等6个子模型,塔板子模型考虑了液相持液量。基于Cape-Open标准采用面向对象程序设计方法,实现各个子模型程序,将各个子模型的参数及解算方法封装在各自的类中,利用四阶龙格库塔积分方程,采用逐板计算法由塔釜至产品罐自下而上地求解该模型。最后引入一3组份混合物间歇精馏实例,模拟结果较好地反映了该物系间歇精馏的动态特征,表明该模型准确可靠,所开发的系统稳定。     

Word环境Matlab馏出液组成恒定的间歇精馏工艺计算研究

以正庚烷-正辛烷溶液为例,研究了Word与Matlab Notebook动态链接和交互作用,计算保持馏出液组成恒定的间歇精馏工艺,得到两个重要结论:(1)釜液组成随回流比变化为Xw=-0.0012R3 0.0276R2-0.2217R 0.7581,呈3次函数关系。因此,操作结束的釜液组成不应低于0.14;(2)数值计算dx取值大小,对精馏时间的影响为T=7.0729dx2 0.045dx 2.5648。故该方程的极限值即为不受计算过程影响的准确精馏时间。     

基于塔板组成线的反应精馏图解设计

图解设计法,可以相对较少的已知数据快速、直观地获得反应精馏塔的结构和操作参数。本文在转换组成变量的基础上,系统地推导了反应精馏塔板组成线方程及设计可行性判据,提出了基于塔板组成线进行反应精馏图解设计的策略,并对理想反应体系进行了实例设计计算。研究结果表明：利用塔板组成线进行反应精馏设计可同时获得多组可行设计方案,比现有精馏线和剩余曲线设计方法更为有效,并有利于设计的优化和经济效益评价。     

恒回流比多组分间歇精馏计算

采用"瞬间稳态"法计算恒回流比多组分间歇精馏过程.提出操作初始态馏出液组成的设定依据,减少回流比和理论板数设计的盲目性.程序完善多组分间歇精馏回流比和理论板数的计算方法,简化馏出液瞬间组成、平均组成及釜残液瞬间组成的计算过程.     

用Excel求解双组分理想体系的泡、露点及减压对相平衡的影响

以乙苯-苯乙烯减压精馏分离为例,实现了用Excel求解双组分理想体系的泡点和露点,并分析了减压对其相平衡的影响。计算结果表明,减压可大大降低乙苯-苯乙烯物系的泡、露点,但相对挥发度增加甚微,对其分离的难易程度几乎无影响。利用Excel卓越的图表和函数计算功能,将复杂的编程过程变成方便的菜单和工具栏操作,尤其是它的自动填充功能、单变量求解功能以及简单的函数功能,使繁杂的精馏过程计算变得十分简单、便捷,并且非常容易掌握。     

间歇精馏过程的模糊逻辑与增益自调整PID混合控制

针对间歇精馏过程的强非线性和非平稳时变特性,结合模糊逻辑控制和增益自调整PID控制的优点,提出了一种模糊逻辑和增益自调整PID混合控制的先进控制策略,详细推导了其控制算法,设计了相应的控制器,并在EuroBEEB工控机上用实时BASIC语言编程实现,对一套甲醇/水二元间歇精馏塔的塔顶浓度进行了推断控制实验,获得了比单独采用模糊逻辑控制时更好的控制结果。这说明,模糊逻辑和增益自调整PID混合控制是强非线性和非平稳时变过程的一种有效控制策略。     

旋转填料床间歇精馏不稳态开工过程

为了深入了解三角形螺旋填料旋转床间歇精馏不稳态开工过程的影响因素及规律,以乙醇-水为实验物系进行实验和模型研究。改变料液浓度、再沸器加热功率和转速的开工实验结果表明,旋转填料床中强大的离心力和高效填料的协同作用使得间歇精馏不稳态开工过程得到极大强化、开工时间很短(30min左右),节能;在最佳转速下开工可使馏出液浓度最大,馏出液浓度随料液浓度和再沸器加热功率的增加而增大。旋转填料床间歇精馏过程在最佳转速和较大的再沸器加热功率下开工,效果最好;以平衡级理论为基础建立的数学模型能较好地描述该过程的不稳态开工规律,模拟值与实验值吻合良好,平均相对误差在2%以内。旋转填料床是强化间歇精馏过程的有效途径。     

甲醇/水二元间歇精馏塔的建模与先进控制

应用动态物料平衡和相平衡等机理建模法,建立了一套甲醇／水二元间歇精馏塔实验装置的数学模型。以Matlab为平台,开发了该模型计算软件。设计了塔顶甲醇浓度比例积分反馈推断控制、多个温度联合加醛反馈控制、塔顶甲醇浓度反馈增益自调整控制等控制策略。并应用基于状态空间模型的模型预测控制算法,推导了间歇精馏塔多个浓度反馈时的模型预测控制策略。对这些先进控制策略进行了仿真试验研究,仿真结果被用于指导间歇精馏控制实验,获得了满意的控制结果。     

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。     

利用VB编写Excel文件批量合并程序

Excel作为微软办公系统中的一员,在数据处理与统计方面虽然具有强大的功能,但若要把几百上千的Excel文件合并成一个Excel文件进行统计分析,Excel就不能很方便地满足用户的这种需求.介绍了如何利用VB编程工具编写Excel文件批量合并程序.     

Experimental investigations on fuzzy logic for process control

The present work is concerned with the design and experimental testing of fuzzy algorithms for the on-line control of a few processes: temperature of a methyl methacrylate batch polymerization reactor, evaporating and condensing temperatures of a refrigeration system and the overhead composition of a batch distillation column. PID-fuzzy algorithms were developed and compared to conventional PID controllers, proving to be more suitable and reliable for the polymerization process. For the batch distillation column, fuzzy control reduced the batch time and the energy consumption. The PID-fuzzy also outperformed the conventional PID in terms of energy savings for the refrigeration system.     

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。     

再论Excel在寿险精算中的应用

寿险精算中大量而繁杂的计算工作可通过Excel程序来完成,其实质是每一替换函数值用一单元格来代替。针对替换函数值与引用的单元格列行号不一致而必须先转换后才能计算的局限性,文章将探讨如何克服这一局限性而构建新替换函数表的方法,并通过示范举例达到进一步简化寿险精算中计算的目标:只需形式地输入替换函数表达式。