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。     

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.     

Excel中填充柄在化工计算中的应用

介绍了Excel中填充柄的特点，并对其在板式精馏塔各块塔板上的汽-液平衡组成与理论板数、串联全混流反应器的反应体积和多级萃取的理论级数应用中给出了详细的操作步骤和计算实例。利用填充柄可方便地自动计算一些需图解法或逐板计算法求解的化工问题，且该方法操作简便、快速、准确，可大大提高计算效率。     

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。     

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。     

用VB逐板法计算精馏塔理论塔板数

VB(Visual Basic)是高级程序设计语言,其程序流程控制结构中的循环结构适合逐板计算法中类似迭代原理的计算,再加上集成开发环境中丰富的界面设计功能可以提供优良的用户界面,因此,是采用逐板法求解精馏塔理论塔板数行之有效的实现工具。全文介绍了用VB逐板法计算针对于二元物系精馏塔理论塔板数的过程,给出了相应的VB程序代码,并指出在Visual Basic编辑器中生成独立的可执行文件(exe),用户只需在该文件中输入相关参数,即刻就能显示出全部的计算结果。该操作方法简单实用,便于掌握,应用广泛。通过对理想与非理想二元物系的实例进行操作验证,并由MATLAB图解法比对校验,所得结果准确无误。     

萃取精馏法分离正丁醇-异丁醇的模拟和实验研究（英文）

采用连续侧线出料精馏法对原料进行预处理,切取正丁醇-异丁醇富集液。采用色谱法在汽液平衡釜上探索正丁醇-异丁醇在溶剂中的分配效果,选择甘油为最适合的萃取溶剂。运用Aspen Plus模拟软件对正丁醇-异丁醇萃取精馏塔进行过程模拟,考察了蒸馏流率、理论塔板数、原料和溶剂的进料位置、回流比、溶剂比对正丁醇异-丁醇混合物分离效果的影响。通过正交化设计优化和验证实验,得到最佳萃取精馏塔的操作条件,即蒸馏流率D9=17 kg/br,理论塔板数N=49,原料进料位置NF--29,溶剂进料位置NS=8,回流比R=6,溶剂比S:F=11:1。研究结果表明在最佳操作条件下,塔顶异丁醇纯度可以提高到99.80%,得率为89.38%,塔底正丁醇纯度可达到97.53%,得率为99.96%,验证实验结果与模拟结果相对误差小于1%。研究结果为进一步实验研究提供基础参数。     

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。     

合成气一步法制二甲醚分离工艺流程优化模拟

为获得合成气经浆态床一步合成二甲醚最优的分离流程和工艺参数,运用化工流程模拟软件Aspen Plus对3种分离工艺过程进行了模拟分析。提出用水吸收一步反应气相产物中的二甲醚,再用两个精馏塔分离吸收液的工艺流程,模拟过程中汽液相平衡采用NRTL热力学模型。对从吸收液中分离二甲醚的3种方法进行了模拟计算值的比较,并与文献中的实验值做了比较,最后采用了先通过第一精馏塔塔顶分离出CO₂,塔底出甲醇和二甲醚,再通过第二精馏塔分离二甲醚和甲醇的方法。此种分离流程可使二甲醚的回收率达到91.1%,产品浓度达到99.96%,高于文献报道的结果。并对吸收塔的温度、操作压力、液气比、塔板数等参数以及2个精馏塔的温度、压力、塔板数等参数进行了优化模拟,确定了优化的工艺和设备参数。最优的分离流程尚需经过回收率和操作费用综合经济核算来确定。     

氯乙烯精馏控制模式的分析及实践

在对氯乙烯精馏这个复杂生产过程工艺及控制的分析基础上,提出了低沸塔回流、低塔釜加热、中间过料、高塔回流、高塔釜加热、成品冷凝等回路的控制模型。并介绍了用开放的DCS进行的组态、调试过程。因其图形化组态工具的直观、灵活、功能强,使复杂的控制问题简单化,且控制对工况变化的适应性强。经生产实际运行表明,产品质量、生产能力均超过预期值。     

基于模糊免疫PID的精馏塔控制系统设计及实现

精馏塔控制系统是一个多变量控制系统,各变量之间耦合严重,并且具有非线性、大时滞、随机干扰量大的特点,无法获得准确的数学模型,应用传统PID控制不能获得理想的控制效果。针对上述问题,提出了一种基于模糊免疫PID的精馏塔控制系统的设计方案,给出了控制系统的硬件及上位机软件的实现方法。实验结果表明,与常规PID控制相比,模糊免疫PID控制具有超调小、响应时间短、过渡过程振荡小的特点,增强了精馏塔控制系统的准确性、快速性、稳定性和鲁棒性,大大提高了控制效果。     

间歇精馏常规设计和优化设计的模型及算法

建立了板式间歇精馏塔在恒馏出液组成操作状况下常规设计及优化设计的数学模型。常规设计模型用数值方法编程求解，对二元理想及非理想溶液均适用。优化设计模型以间歇精馏系统年效益最大为优化目标，用菲波那契法求解单变量优化问题，用复合形法求解多变量优化问题。模型同时考虑对整个间歇精馏系统(包括塔主体、塔顶冷凝器及塔底再沸器)进行优化，更符合工程实际情况。求解模型可得到间歇精馏过程最优的一系列设计和操作参数(如理论板数，塔径，操作回流比，塔釜蒸发量，釜残液组成，冷凝器传热面积及冷却水出口温度，再沸器传热面积及加热蒸汽温度等)。算例表明，对恒馏出液组成间歇精馏单变量及多变量优化设计比常规设计分别提高年效益2．6％和18．9％。     

基于滑动时间窗的支持向量机软测量建模研究

提出了一种基于滑动时间窗的最小二乘支持向量机软测量建模方法，并针对某一工业共沸精馏塔成分估计问题，建立了合适的工业软测量模型。介绍了最小二乘支持向量机计算法和滑动时间窗的建立。并利用滑动时间窗内的数据进行系统的在线优化和周期性模型更新，提高了工业软测量模型的在线估计精度。研究结果表明，LS—SVM是一种有效的软测量建模方法。     

改进的图半监督支持向量机用于P2P网络流识别

对于机器学习在P2P网络流识别中需要大量标记训练数据的问题,提出一种基于改进图半监督支持向量机的P2P流识别方法。采用自动调节的高斯核函数计算少量标识数据和大量未标识训练样本之间的相似距离以构建图模型,并在标记传播过程中嵌入训练样本局部分布信息以获取未标记样本的标识;在此基础上使用所有已标记样本对SVM训练实现P2P网络流识别。实验结果表明该方法能够兼顾整个训练样本集的信息,在提高SVM识别精度的同时,极大降低了人工标记训练样本的成本。     

用Excel对精馏塔灵敏板位置确定的数值分析

本文通过实例介绍了用Excel准确确定精馏塔灵敏板的计算过程。对文献中所介绍的求取精馏塔灵敏板位置的方法进行了详尽的数值分析后,对其不合理性提出了改进措施。数值分析的结果表明:精馏塔灵敏板并不靠近进料板,而是处于精馏段的中上部,且回流比愈小,灵敏板位置愈靠近塔顶。     

DSP系统中PWM通道实现D/A转换精度的分析方法

以PWM作为D/A的功能接口,分析了不同电路对转换精度的影响,提出了以PWM接口输出经滤波电路获得的精度与电路结构及参数之间关系的分析方法,初步确定了理论上分析转换精度的步骤与方法.并以TMS320F2812为例对其PWM通道实现D/A转换扩展功能的精度做了实例计算,验证了理论分析的可行性与准确性.为磁悬浮数字控制系统的设计与预知其设计精度之间的关联提供了理论基础,可以为相关设计提供借鉴与参考.     

数据挖掘技术在煤焦油萘回收中的应用研究

用模式识别、数理统计、动态序列分析等数据挖掘技术分析双炉双塔精馏工艺下的煤焦油萘回收数据，找到了萘回收工艺中影响精馏塔塔底洗油含萘的主要因素，建立了可以有效控制洗油含萘量的数学模型，据此提出了提高萘回收率的方法与建议，在实践生产中得到了很好的结果。说明数据挖掘技术在类似的复杂动态工业系统中有着重要作用。