基于VOF模型的层叠器流动过程分析及流道结构优化

基于FLUENT软件的流体体积(VOF)模型研究了不同壁面滑移程度以及不同流道结构参数下4层等厚熔体通过层叠器倍增为8层熔体时,流道中熔体的分层情况变化。结果表明,壁面滑移程度的降低会促使熔体在上下壁面聚集,进而导致上下壁面处熔体层厚增加;汇流段与出口段间圆角半径、汇流段扩压角和平衡段长度这3个结构参数则只会影响熔体在左右壁面的聚集,进而影响各层熔体的尺寸精度,且其中扩压角的影响程度最大,平衡段长度次之,圆角半径的影响较小。     

甲基氯硅烷精馏流程的模拟与优化

采用Aspen plus软件对工业七塔精馏过程进行全流程建模与模拟，优化工艺参数，研究了新的精馏节能工艺。对一甲塔等7个精馏塔采用双因素水平的灵敏度分析，考察了塔釜采出率、回流比、进料位置和塔顶压力对产品浓度和热负荷的影响，确定一甲塔最优的工艺参数：塔釜摩尔采出率为0.92，摩尔回流比为130，塔顶压力为0.18 MPa，总理论板数为400，在210块理论板位置进料。在此基础上，针对高能耗的脱高塔/脱低塔，模拟研究了双效精馏新工艺，新工艺可节省39.70%的年总成本；针对一甲塔模拟研究了热泵精馏新工艺，新工艺可降低41.42%的年总成本。     

硫酸铵法利用中低品位锂瓷土矿制备碳酸锂技术研究

针对江西宜丰地区氧化锂质量分数<2.0%以下中低品位锂瓷土矿,研究了硫酸铵法提取碳酸锂技术路线。首先,利用二步焙烧工艺,有利于脱氟、提高锂浸出率,并且能够有效防止结窑现象发生。在浸出液除杂过程中,采用成矾除铝的方法将大量溶出的铝离子转变为KAl（SO₄）₂·12H₂O、NH₄Al（SO₄）₂·12H₂O等有价值复盐,规避了传统石膏法产生的大量固废,有70%的铝离子被转变为矾盐晶体,同时带出大量的结晶水,减轻后续浓缩压力,对比传统的石膏法产生大量固废而言,其优点是显而易见的。碳化反应产品的XRD以及氧化锂含量分析表明,碳酸锂的纯度达到99%以上,全程锂收率为50%~60%。作为提锂实验对比,采用宜春414矿锂质量分数为4.0%的锂云母,由于414矿样中铝的相对含量更低,导致相同的除杂难度下得到的414矿样中浸出液锂离子浓度更高,浓缩倍数更小,414矿样的锂回收率更高。实验结果表明,中低品位锂瓷土提锂的工艺规律,通过适当改变参数,能够应用于难度更低的高品位的锂云母提锂过程。     

蜡晶形态结构对原油降凝的影响

 采用偏光显微镜观察了不同条件下蜡晶的形态变化，对蜡结晶过程中的结构、分布状态和生长规律进行了深入的研究，采用气相色谱分析了用52#、62#、80#蜡配制的模拟油中蜡的碳数分布，考察了凝点与蜡含量之间的变化规律，以及沥青质、胶质和大分子降凝剂(PPD)对模拟油降凝、降粘的影响，为改善原油流动性提供理论依据。实验结果表明，蜡晶的微观形态结构、蜡在油中的溶解性能以及降凝剂的降凝作用与模拟油中蜡的碳数分布密切相关，只有当降凝剂分子结构与油中蜡的结构匹配时，才能达到理想的降凝效果。通过实验确定了模拟油降凝时的临界蜡含量为40%（质量分数），大于该临界值后，凝点随着蜡含量的变化幅度将大大降低。     

己二胺装置精馏工序的模拟及扩产改造研究

为了扩大己二胺生产装置的生产能力,运用PRO／Ⅱ流程模拟系统,在分析PRO／Ⅱ系统提供的多元物系的物性基础上,采用改进后的Wilson方程,对己二胺精馏工序生产装置进行模拟分析,与生产实际数据对比表明,该方法计算结果正确;对扩产后的装置进行模拟计算,为己二胺生产装置的扩产改造提供依据;对己二胺精馏工序进行了水力学计算,确定了改造方案。投产后的生产结果表明,己二胺的生产能力达到了50kt／a。     

基于进化算法的常减压装置模拟

提出了基于优选优生进化算法（Select—best and prepotency evolution algorithm，SPEA）的常减压装置模拟方法。以各塔的温度分布为目标，基于生产过程和分析数据，采用SPEA确定各塔板Murphree效率，从而精确描述各塔板平衡偏离程度。在实际应用中，获得具有良好精度的常减压装置模型。系统分析了SPEA算法的关键参数——优选领域大小与计算复杂性及寻优性能之间的关系，结果显示其取值为群体规模的10％最为合适。     

外伴管伴热系统传热特性及优化的数值研究

利用FLUEM软件,对外伴管伴热体系传热特性及其优化进行了数值分析与讨论.分析表明系统中存在传导、对流及辐射传热,其中封闭空气夹层又存在层流自然对流.计入空气对流的模拟表明,工艺管受热不均匀,而伴管布置在其正下方、保持空气层不被保温层挤占可提高伴热效果.伴热平衡时,伴热介质温度、热损失随物料温度近似线性增加.空气层均温假设导致工程设计不合理,而降低工艺管与伴管之间的热阻是提高伴热能力的关键.     

催化裂化条件下甲醇与烃的相互作用研究

为进一步研究甲醇作为催化裂化部分进料的反应过程，对催化裂化条件下甲醇和烃的相互作用规律进行考察。采用脉冲一微反装置分别对甲醇与单体烃及混合烃共同进料的反应过程进行研究。实验结果表明：甲醇与单环芳烃可进行甲基化反应，但该反应只在芳烃比例大时明显。甲醇与烷烃、环烷烃虽互不反应，但具有一定的相互作用；该作用使得产物烯烃的选择性降低，异构烷烃的选择性增加。甲醇与催化汽油的相互作用与二者的比例及反应温度都有一定的关系。该研究初步论述了甲醇与烃的相互作用，为甲醇作为催化裂化部分进料过程的进一步研究提供参考。     

柴油蜡晶的理论形态预测与显微实际形态的比较

采用BFDH模型和AE模型预测柴油中蜡晶的理论形态，与通过相衬光学显微镜在冷环境平台上观察柴油蜡晶在低温下析出的实际形态。以及加入低温流动性改进剂T1804的柴油蜡晶形态进行比较研究。以十八烷晶体和二十三烷晶体作为柴油蜡晶中偶数正构烷烃和奇数正构烷烃的模型化合物，得到它们的晶体理论形态为六面体薄片状晶体。不同降温速率下得到的蜡晶的实际形态与大小均不同。快速降温条件下得到的晶体形态主要为六边形、菱形和其它少数不规则多边形薄片状集合体；慢速降温条件下得到的柴油蜡晶的形态比较完整，为六边形片状，与通过BFDH和AE模型得到的十八烷即偶数正构烷烃的形态比较接近。柴油加T1804后，快速降温时，出现更多细小的无规则晶体，且很快聚集成片状晶体；慢速降温时，出现晶体的数目要多于未加剂柴油，形状不规则，且尺寸小于未加剂柴油。