煤焦油加氢裂化集总动力学模型的研究

基于对煤焦油加氢过程分析,建立了煤焦油加氢裂化五集总(煤焦油、汽油、柴油、气体、焦炭)动力学模型。利用煤焦油加氢裂化的实验室小试结果,对加氢反应过程的动力学参数利用MATLAB软件编程进行了回归。结果表明,该模型能很好的预测产品的分布,其计算结果和实验值一致。在此基础上重点讨论了在一定温度下空速、氢油比、氢气的初始压力等操作条件对产品分布的影响,为进一步工艺流程的优化提供了依据。     

乙酸催化加氢制乙醇反应动力学研究

我国的能源结构是"富煤、贫油、少气",以煤基乙酸为原料制备燃料乙醇是适宜我国国情的工艺路线,燃料乙醇的研究越来越受到人们的关注。本文研究了贵金属催化剂上乙酸加氢还原制乙醇的反应。在反应温度（160～240）℃、反应压力（3～7）MPa、乙酸液相体积空速（0.3～0.7）h^-1、氢气与乙酸摩尔比5～22的条件下,在等温积分反应器中研究了乙酸加氢制乙醇的反应动力学,并考察了操作条件对乙酸转化率及乙醇选择性的影响。结果表明:随温度升高乙酸转化率和乙醇选择性均明显增加,在240℃时,乙酸转化率接近平衡转化率;增加反应压力,乙酸转化率及乙醇选择性随之增加;提高乙酸液相体积空速,乙酸转化率降低,乙醇选择性呈增加趋势。根据实验数据,应用参数估值方法,得到Langmuir-Hinshelwood型动力学模型中的参数,残差分析及统计检验表明,该动力学模型是适宜的。     

改进的遗传算法在催化裂解集总动力学参数估值中的应用

以基本遗传算法为基础,引入多重退火交叉,并以多种变异模式竞争取代单一的变异策略,以随着遗传代数和个体适应度动态调节的交叉和变异概率代替固定不变的交叉和变异概率,提出了一种改进的遗传算法;用于研究包含复杂组分、同时进行多种反应的催化裂解反应集总动力学,并与传统的算法比较,证明改进的遗传算法可迅速、准确获得有物理意义的动力学参数优化值,是研究复杂反应动力学的有效数值工具.     

利用合成氨装置含氢尾气使糠醛加氢反应动力学的研究

本文针对在氢气过量较少的条件下,提出糠醛在铜系催化剂上气相加氢制糠醇的反应动力学模型:r=kC_AC_B。模型用于加氢单管反应器模拟计算,计算值与实测相当吻合。     

钯金属催化剂上的乙炔工业选择性加氢反应动力学比较

近30年来许多学者提出了大量的乙炔选择性加氢动力学方程,由于在富乙烯含量条件下乙炔选择性加氢的复杂性,该反应机理仍存在许多争议,能够与实际工业应用相吻合的不多。本文旨在找到适用于工业后加氢工艺的动力学方程,对不同文献中得到的17种速率表达式进行了评估,并以模型预测值与工业数据差值最小作为目标,采用遗传算法进行了动力学模型的参数估计,获得了能够较好描述工业反应器运行状况的动力学模型。     

17集总动力学模型和线性PLS模型在连续重整装置芳烃收率在线预测上的应用

本论文将17集总反应动力学模型和线性回归模型用于在线预测工业级连续重整装置的芳烃收率。首先对17集总模型进行了简化处理从而提高模型计算速度,然后使用偏最小二乘法(PLS)对线性回归模型的参数进行估计,从而提高模型求解精度和稳定性。离线验证结果证明两个模型都是非常适合的。在此基础上,提出了有效的在线预测和在线校正策略,两个模型的在线预测精度分别是0.52wt%(重量百分数)和0.39wt%,与离线模拟精度几乎相当。两个模型可以同时用于在线预测,发挥各自的优势。     

加氢尾油裂解分子反应动力学模型研究

针对国内某石化企业加氢尾油裂解工艺,建立了基于Kumar模型的分子动力学模型,并利用模型对操作条件进行了优化。采用类集总的方法考虑了原料对裂解过程的影响,提出了用原料原有芳香烃加和反应生成芳香烃的结焦母体浓度计算,并采用主成分分析法调整模型的一次反应选择系数。通过特雷纳数值积分算法对所建立的模型进行了仿真计算,所得仿真结果与实际结果相符,证明了所建模型能够很好地反映出裂解的反应历程,仿真结果对实际生产过程起到一定的指导作用。     

柴油机喷油泵试验台集油控制器的设计与实现

喷油泵试验台在工作过程中需要对燃油喷射量进行测量,以检查被试泵在各种转速工况下的工作性能。可通过集油量筒采集多次喷射油量,再除以喷油次数得到平均油量。采用C8051F310芯片作为主控制部件,可设计并实现喷油泵试验台集油控制器。     

稠环芳烃直接加氢的分子模拟研究

为提高重质油轻质化效率,抑制生焦,需对其中稠环芳烃加氢的具体过程详细探讨。本论文构建了一系列不同芳环数组成的稠环芳烃,以分子模拟为手段从反应机理层面研究稠环芳烃(PAHs)加氢反应过程。采用基于密度泛函理论的DMol~3模块对反应过程进行模拟计算,得到不同稠环芳烃加氢过程的反应热和能垒,通过数据比较探索稠环芳烃按照自由基热反应机理加氢时反应的难易程度。数据分析的结果显示,在自由基足量存在且能与模型化合物有效接触的理想状态下,稠环芳烃分子芳环数、分子饱和度对加氢难易程度影响不大,芳环极易与氢自由基结合,重质油加氢困难并非是因为稠环芳烃与氢自由基直接反应困难造成。     

电站锅炉过热器的集总参数动态建模与仿真

研究锅炉过热器优化控制问题,针对传统过热器模型无法对大扰动工况进行高精度仿真的问题,给出了一个电站锅炉过热器的集总参数动态模型。模型描述了过热器压力-流量及焓-温通道的动态过程,并且充分考虑了两个通道间的耦合效应;在焓-温通道建模时,采用了多段集总参数建模的方法,从而更好地反映了过热器温度的分布参数特性。以某600MW控制循环锅炉末级过热器为对象,对减温水流量、过热器入口蒸汽焓值和吸热量扰动下该模型的动态响应进行了仿真。仿真结果表明,模型动态响应合理、精度较高,可以满足控制系统优化性能的要求。     

体导电能量传递模型集总参数的计算与分析

研究生物医学体内植入器件能量供应优化方法,为了优化体导电系统效能,利用皮肤电特性高效地向体内植入器件提高能量。提出体导电能量传递系统体外采用圆形柱体阵列电极,将皮肤电极单元等效为多导体系统,建立了流经各电极的电流与电压的导纳矩阵关系,并用欧姆定律与电磁场原理相结合的方法计算出皮肤电极单元的集总参数。通过比较集总参数,得到圆形柱体阵列电极较圆形柱体电极具有更优的阻抗分配,能够提高体导电电流传递效率。利用有限元软件仿真了圆形柱体阵列电极皮肤单元的电流传递,证明效率能达50%以上。     

包含集总模型的ADI-FDTD扩展算法的数值稳定性

本文利用Von-Neumann技术系统地研究了包含集总模型的ADI-FDTD扩展算法的稳定性问题,其中集总模型包括电阻、电容和电感.集总模型伏安特性方程按显式、半隐式和隐式三种差分格式进行差分.分析结果表明:集总模型按显式格式差分时,ADI-FDTD扩展算法不是无条件稳定的,稳定性条件受集总元件值的影响,而在半隐式和隐式差分格式下,扩展算法是无条件稳定的.最后通过分析两个简单的包含集总元件的微带电路,验证了理论结果的正确性.     

飞机空中授油过程中的管路动力学分析

本文针对飞机空中授油管路易断裂的问题,对授油探头收、放过程做出类似单摆的动力学分析模型,就管路长度、收放速度及加速度、探头质量、空气阻力等相关因素做出力学分析和适当假设,并通过软件仿真授油探头收放过程中的受力情况,给出管路关于不同相关因素的受力曲线图,对提升授油过程成功率,正规化空中授油工作操作规范,保护管路良好具有一定的现实意义。     

Compass、GPS和Galileo系统集总增益系数仿真分析

集总增益系数是GNSS系统间干扰分析的重要参数,需要通过仿真计算得到。介绍了集总增益系数仿真算法,利用Visualyse Professional软件构建仿真系统,仿真分析了Compass、GPS和Galileo系统不同信号的集总增益系数。计算结果的准确性已在国际电联新增导航频段609决议磋商会中得到了验证。该仿真分析方法为开展GNSS系统间干扰分析提供了一种快捷有效的手段。     

基于集总热容法的薄膜热电偶动态特性研究

为了分析不同边界传热条件下薄膜热电偶的动态特性,对薄膜热电偶瞬态测温过程建立零维传热模型。运用集总热容法分析对流换热、辐射换热两种边界条件下薄膜热电偶传热过程,通过建立热结点表面能量平衡关系得到传感器动态特性理论参数。采用水浴阶跃法、激光脉冲法对CO1-K型薄膜热电偶进行动态标定实验,通过对动态响应曲线进行Z-t变换得到薄膜热电偶动态特性实验参数。实验结果表明,集总热容法能够正确分析薄膜热电偶的动态特性,且计算不同边界条件下薄膜热电偶时间常数过程简单,时间常数理论值接近实验值。     

卡尔曼滤波用于酶反应动力学的研究

在分析化学计量学的研究中,卡尔曼滤波已获得了较广泛的应用。在动力学分析方面,应用卡尔曼滤波方法的研究工作也越来越引起人们的兴趣。Rutan 等人曾用扩展的卡尔曼滤波(EKF)——动力学分析法,研究了 Cu 置换 Pr—DCTA 及反式 CrCl_2(H_2O)_4~+水解为 CrCl(H_2O)~(2+)的速率常数,用 EKF 拟合2-与3-维 P-硝基苯膦酸的酶促反应,以及酯水解参数等。本文以过氧化氢组织电极采用卡尔曼滤波法研究了酶反应的动力学,获得了一些有意义的结果。     

烯烃催化裂解反应动力学的研究

根据脉冲微反条件下C5～C8烯烃裂解产物分布,建立烯烃裂解反应网络,通过参数估计方法确定反应网络动力学常数、反应活化能和指前因子.结果表明,随着碳数的增加,C5～C8烯烃单分子裂解反应速率加快.反应温度600℃时C5～C8正构烯烃裂解生成丙烯,其反应速率常数的比值为1:8.18:38.48:27.98,最快生成丙烯的是1-庚烯.反应温度相同,1-烯烃的主要裂解反应速率是碳数相同的2-甲基-2-烯烃的1.1～1.6倍.C5烯烃裂解为单、双分子裂化并存的反应体系,但双分子裂解反应速率远大于单分子裂解,双分子反应占优势.     

F-T合成蜡油加氢裂化反应器模型算法的研究

以费托合成蜡油加氢裂化反应器为研究对象,根据文献报道的九集总动力学,结合Aspen虚拟物性组分功能和Fortran语言,关联了集总划分和油品计算方法,构建起新的模型算法,并用原文献报道数据进行了验证。结果表明,所建立的模型算法能较好反映加氢裂化过程,并在此基础上对温度、压力、重时空速和氢油比进行灵敏度分析,优化反应器操作条件,得到最佳操作条件为温度648 K,压力47.5 bar,氢油比0.105 wt/wt,重时空速2h~(-1)。在温度(553-633)K,空速(0.2-5)h~(-1)时,选用贵金属Pt作为加氢活性组分,β分子筛改性无定形硅铝作为催化剂载体,56#半炼蜡作为反应模型化合物,根据实际实验所测结果对比九集总和四集总反应模型,结果表明,2个集总模型计算值与实验值吻合都较好,九集总的在高温段模拟结果比四集总更精确。     

基于动力学分析的深海集矿机轨迹跟踪研究

分析深海集矿机轨迹跟踪的研究现状,研究集矿机的动力学模型,进行合理的简化,面向深海底采矿环境的特殊性、深海集矿机液压系统固有的强非线性、行走阻力随调节强度伴生变化等特征。基于非线性剪切力—位移关系的线性化方法和对动态阻力项引入一个前馈补偿项来消除伴生阻力方式,设计了一个基于带有前馈阻力补偿的线性反馈的控制器,较好地实现了集矿机轨迹跟踪;仿真结果验证了该算法的有效性。     

有机污染物臭氧氧化反应动力学研究

臭氧氧化是一种应用普遍的高效污水处理工艺。本文实验研究了硝基苯、苯胺、1,10-菲啰啉、邻氯苯酚、对二甲氨基苯甲醛、苯磺酸、对氨基苯磺酸、3-苯丙酸、亚甲基蓝、罗丹明B、间甲酚紫和苯酚等12种有机污染物化合物的臭氧氧化降解规律,探讨了有机物污染物臭氧（O₃）氧化降解的反应动力学特征。实验结果表明:在连续通入1 h24 mg·L^-1·min^-1的O₃之后,TOC去除率在碱性条件下明显优于酸性和中性条件,在酸性和中性条件下去除率介于10%～50%之间,而在碱性条件下,去除率基本介于35%～50%之间,初始反应过程符合一级动力学反应。12种有机物O₃氧化降解的平均动力学速率常数K_TOC在酸性、中性和碱性条件下分别为0.024±0.013、0.024±0.014和0.032±0.015,TOC降解速率在碱性条件下较酸性条件下和中性条件下提高了67%:在相同的pH条件下,不同物质的降解速率也有明显的差异,但是各种物质降解速率趋势变化不大,3个pH下,苯磺酸、3-苯丙酸和1,10-菲啰啉降解得最慢,总体降解趋势与pH和物质的本身结构呈现出很大的相关性。