一个半间歇催化蒸馏塔的动态模型及模拟

提出以环氧乙烷和正丁醇为原料,应用催化蒸馏法制乙二醇单丁醚的新工艺。建成一个中试规模的催化蒸馏塔,提出一种基于安全考虑的半间歇操作试验方案。建立了催化蒸馏塔的动态数学模型,通过模拟考察了环氧乙烷进料速率对反应物转化率和单醚选择性的影响,得到优化的操作条件。在此基础上,通过模型和模拟分析了塔内温度、汽液相流量及组分组成的动态分布特性,并与试验结果进行了比较。研究表明了模型和模拟方法的可靠性,同时表明了催化蒸馏制乙二醇单丁醚的优越性。     

多相多组分化学反应平衡和相平衡计算的遗传算法

引　言多相多组分化学反应平衡和相平衡的计算是热力学研究的基础问题 ,同时也是化工流程模拟的重要环节 ,建立快速、稳定的求解方法具有特别重要的理论和现实意义 早期的以及目前应用较多的平衡常数法 (K值法 )的缺点是要预先知道体系的组分数、相态和具体反应 ,不适用于相态和反应未知的复杂体系 .Gibbs自由能最小法虽然具有通用性 ,然而需要求解多变量和复杂约束的非线性规划问题 对于非理想体系 ,涉及逸度、逸度系数的计算 ,这还是一个含有大量局部最优解的非凸问题[1,2 ] ,所以传统的数学规划算法不能保证得到全局最优解 文献 [3]…     

醋酸丁酯一步法乙氧基化合成聚乙二醇丁醚醋酸酯

通过共沉淀法合成出水滑石类的LDH复合氧化物材料,经过三乙胺改性后,发现其在XRD、FT-IR、NH_3-TPD、CO_2-TPD及TEM的表征中与改性前相比有显著差别。研究表明,改性后的催化剂有弱酸和弱碱双活性中心。和改性前相比,使用三乙胺改性后的催化剂在醋酸丁酯的乙氧基化反应中,反应活性明显提高,1EO产物含量显著增大,产品分布变窄。     

聚乙二醇生产装置用能优化研究

对聚乙二醇生产装置的用能问题进行了研究,重点讨论了反应热的回收利用和换热系统的优化.采用时间分段法分析了装置的用能特征,针对间歇操作的特点,提出了利用中间热储罐进行间接热回收的改进工艺,并通过绘制间歇过程冷热物流组合曲线确定了中间热储罐的温位及可回收的热量.研究表明,应用本文方法可实现反应热的回收,工艺能耗显著降低,节能达69%以上.     

热泵辅助变压精馏分离碳酸二甲酯/甲醇工艺及系统模拟优化

针对传统变压精馏工艺分离碳酸二甲酯（DMC）/甲醇（MeOH）共沸物存在的高能耗问题,提出了基于热泵辅助的改进变压精馏工艺,并探索了不同热泵方案的可行性和经济性。该研究在ASPEN PLUS模拟平台上进行。首先,设计出传统的热集成变压精馏工艺（H-PSD）,并通过塔总组合曲线分析了传统工艺用能瓶颈和工艺改进方向;然后,提出了4种不同型式的热泵辅助的改进工艺,并通过模拟技术取得不同方案的设计参数;最后,采用组合曲线和经济性分析相结合的方法,比较了不同热泵方案的节能效果和经济性。研究表明,各种热泵方案中,基于中间再沸器的蒸汽再压缩式热泵的节能效果及经济性最好。与传统热集成变压精馏比较,过程能耗降低了24.31%,年均操作费用降低了29.43%,年度总成本可降低12.58%,体现了热泵辅助工艺的良好节能效果和经济性。     

四产品Kaibel隔壁精馏塔分离丙二醇混合物的模拟与节能分析

研究了包含甲醇、水、丙二醇和二丙二醇四组分混合物的分离问题,针对混合物的特征和分离要求,提出四产品Kaibel隔壁精馏塔的分离工艺,并利用Aspen Plus软件对Kaibel塔进行设计与节能分析。首先,设计了分离四组分混合物的三塔精馏流程（TCD）和热集成三塔精馏流程（HTCD）;其次,开展了四产品Kaibel塔分离四组分混合物的模拟研究,取得了满足分离要求的塔设计参数;最后,采用能量衡算和㶲损失分析相结合的方法,对Kaibel塔的用能特征进行了分析和比较。研究表明,与热集成三塔精馏流程相比,四产品Kaibel塔在操作费用方面不占优势,但在设备投资方面具有明显优势,可以实现在一个塔内四组分的分离,总㶲损失可降低9.41%。     

基于(火用)损失分析的反应精馏塔板上反应体积的优化设计

针对以选择性为主要目标的反应精馏塔设计中反应段塔板上反应体积或催化剂的分配问题,提出一种基于热力学(火用)损失分析和流程模拟计算相结合的优化设计策略。为了深层次分析反应精馏塔板上(火用)损失的原因并为制定调优方向提供理论依据,将塔板上的总(火用)损失区分为物理(火用)损失和化学(火用)损失两部分并分别进行计算。在此基础上,将建立的(火用)损失计算方法和流程模拟技术相结合,将反应段塔板上的反应体积的分配和对应的(火用)损失分布相关联,以再沸器热负荷最小为目标,通过建立的方法对反应体积的分配逐步调优,可实现反应精馏塔的优化设计。方法的有效性通过环氧乙烷水合制乙二醇反应精馏体系进行了验证。结果表明,与普遍采用的塔板上等反应体积分配的设计方法相比,通过本文建立的优化分配方法,可使系统的能耗降低18%以上,同时结果优于文献值。     

考虑水力学可行性的反应精馏塔板持液量设计及优化

以筛板塔为塔板基础构型,以原料转化率最大为目标,以塔径和出口堰高为主要调节参数,以塔板水力学可行性为约束条件,建立了一种可优化塔板液相持液量的塔板结构设计方法. 塔模拟计算在Aspen Plus平台上进行,化学反应采用动力学方程表达,塔板水力学计算采用Cup-Tower软件. 结果表明,本设计方法应用于DPC反应精馏过程,在满足流体力学可行性条件下,塔板上液相持液量比基础设计提高了1.39倍,苯酚转化率提高了33.6%.     

基于随机优化的热耦合复杂精馏系统的综合（II）计算举例与分析

应用部分(Ⅰ)提出的模型化方法,对多个5组分混合物分离问题进行了求解,以说明方法的实施和有效性.对不同优化方案的优化结果及其经济性做了比较和分析,基于分析结果,对多组分热耦合复杂精馏流程的经济性和设计规则进行了初步归纳.     

混合整数非线性规划法求解多组分复杂体系相平衡问题

基于Gibbs自由能最小化原理,提出一种求解多组分复杂体系相平衡问题的混合整数非线性规划(MlNLP)方法.通过建立MlNLP模型,将相平衡计算问题转化为有约束的双层最优化问题,内层用来计算给定相组合结构下的平衡组成,外层则是搜索最优的相组合结构,整个求解过程通过遗传算法来实现.所建立的方法只需要求解最小化问题,就可以同时给出多相平衡时存在的相数、相态及各相组成.以苯-乙氰-水和甲醇合成两个体系的相平衡计算为例,结果表明该方法是可行和有效的.