间歇反应精馏过程的模拟及其刚性问题

本文修正了Boston等人用于间歇精馏过程的数学模型,使之能适用于间歇反应精馏过程;提出了用解离法完成间歇反应精馏过程模拟的计算步骤;比较了SIRK,GEAR和EPISODE等软件在间歇精馏过程刚性微分方程数学模型积分中的有效性;并以醋酸丁酯用乙醇转移酯化反应精馏过程为例说明了方法的应用。     

三效精馏节能规律研究及应用系统设计

用工程模拟软件PROII对不同条件下的各三效精馏流程进行优化模拟,研究进料温度、进料组成、进料相对挥发度对节能效率的影响.结果表明,三效精馏更适宜于进料相对挥发度小于6的物系,节能率可达50％以上,除逆流三效塔釜进料精馏适用于常温进料外,其余各流程均适用于泡点及以上温度进料,除顺流三效塔顶进料精馏外其余各流程均适用于进...     

加盐萃取精馏法制无水异丙醇过程模拟

对加盐萃取精馏法制备无水异丙醇过程进行了模拟计算,采用有序双液程(NRTL)模型对异丙醇-水-乙二醇-醋酸钾体系异丙醇-水气液平衡数据进行了回归,得到了该条件下的NRTL交互作用参数,在此基础上采用Aspen软件进行模拟计算;对理论塔板数、回流比(质量比)与进料位置进行了优化,模拟结果与现场数据吻合较好,说明采用的方法适用于加盐萃取精馏过程的模拟。     

新松弛法用于流化催化反应精馏过程的计算

作者利用新松弛法求解平衡级模型基本方程组,对流化催化反应精馏合成乙酸乙酯过程进行了模拟,并将模拟结果与实验结果进行对比。通过2个实例表明,该模型易收敛,计算速度较快,计算准确,适用于流化催化反应精馏过程的模拟计算。     

填料塔液体分布器的设计与选型

在分析填料层内液体分布规律的基础上,对双氧水精馏中填料塔的几种液体分布器的各项性能进行了比较,提出了在设计中选择适用于双氧水精馏体系的液体分布器的合理方案.     

热泵精馏应用于异丁烷精馏过程的节能改造

异丁烷资源丰富,但工业利用率低,造成资源未得到合理利用。本文首先分析了C₃和C₄混合物分离体系的特点,建立异丁烷精馏常规工艺流程,并对其进行模拟计算。模拟结果表明:塔釜蒸汽消耗量较大,造成能耗过高。目前,解决精馏过程能耗过高的处理方式集中在工艺参数的优化,在精馏方式上却少有报道。为了解决这一问题,本文提出了采取热泵精馏技术进行节能改造,并建立了异丁烷精馏的热泵精馏新工艺。通过模拟计算且对结果进行深入分析,得出当塔顶/塔釜压力分别为7×10⁵Pa和7.5×10⁵Pa、循环工质流量3055.13kmol/h、压缩机压缩比为2.286条件下满足分离要求,且能耗较低。分析热力学效率与经济性并与常规流程进行对比,结果表明:热泵精馏新工艺节能效果极佳,由常规精馏的68.16GJ/h降低为热泵精馏的45.87GJ/h;热泵精馏新工艺适用于该体系且更加节能、环保。     

乙酸乙烯精馏过程的模拟优化与工业应用

利用化工流程模拟软件对乙酸乙烯精馏过程进行模拟优化,通过模型对比得到了适用于计算该物系的物性方法;分析了各工艺参数对分离过程的影响,得到了最佳进料板位置、回流比和采出量。同时在原有塔体不变的情况下,利用高效导向筛板对乙酸乙烯精馏过程进行改造,并得到了工业应用。改造后工厂的运行结果表明,结合计算机优化的高效精馏技术能有效地提高产品纯度,降低原料和能量消耗,从而取得了很好的经济效益。     

精馏过程的动态模拟

在各类典型精馏过程稳态模型的基础上,建立了6类典型非稳态精馏模型,并对动态精馏过程的开环响应进行了模拟计算.计算结果表明,实际精馏塔内存在的非平衡效应和惯性效应对非稳态精馏的动态响应过程有很大影响,其中惯性效应的影响更为突出.本文建立的三维非平衡混合池动态精馏模型充分地考虑了精馏过程中的非平衡效应和惯性效应,因此相信能够更适合于模拟实际的动态精馏过程.     

Aspen Plus软件在醋酸-水体系热泵精馏中的应用

热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,也是全世界倍受关注的新能源技术。本文采用Aspen Plus模拟软件,对醋酸乙烯生产工艺中醋酸-水混合体系的分离分别采用常规精馏技术和热泵精馏技术进行模拟,并对两者的能耗进行分析。模拟结果表明:对于醋酸-水混合体系而言,由于常规精馏塔顶和塔底温差不大,且两者沸点差较小,因此,相比于常规精馏,采用塔顶蒸汽压缩式热泵精馏技术可节约塔顶冷能耗87.03%、热能耗55.77%和总能耗71.50%,节能效果明显。     

Aspen Plus模拟乙醇-正丙醇精馏分离

以乙醇-正丙醇精馏分离为模拟对象,利用Aspen Plus模拟软件中的WILSON模型对模拟体系中的相关参数进行回归。此外,相关的物性方法选择精馏模块RADFRAC对精馏过程进行模拟及建立,然后对精馏模拟过程中影响产品纯度的因素进行分析。最后得出进料中乙醇的百分含量为0.25,正丙醇的百分含量为0.75时进行精馏分离得到乙醇产品纯度最高且能耗低的最佳操作条件。     

醋酸生产的仿真研究(Ⅲ)--分离系统的仿真

在MATLAB的SIMULINK环境中对醋酸生产的分离系统进行动态仿真。建立醋酸蒸发器的数学模型，根据实际流程并结合数学模型建立相应的SIMULINK方框图，进行实际生产的动态仿真；建立精馏塔的通用动态数学模型，在SIMULINK中以S-函数的方式进行实现，相平衡计算采用严格的热力学模型，针对醋酸分离流程中的低沸点塔按两种开工情况进行仿真。     

苯与十二烯烷基化悬浮床催化精馏塔的模拟

建立了苯与十二烯烷基化悬浮床催化精馏过程的动态平衡级模型,模型对过渡过程达到定态时的系统性能预测与定态实验数据和定态模拟结果吻合良好.利用模型模拟,就苯的进料位置、苯和混合烃进料流量的正向扰动对系统性能的影响进行了研究.结果表明：在给定条件下系统仅存在一个定态;反应段最后一块塔板是苯的最优进料位置;系统对于所施加量级的扰动是稳定的,其抗干扰能力很强.     

Impact of mass transfer coefficient correlations on prediction of reactive distillation column behaviour

A significant part of the safety analysis of a reactive distillation column is the identification of multiple steady states and their stability. A reliable prediction of multiple steady states in a reactive distillation column is influenced by the selection of an adequate mathematical model.For modelling reactive distillation columns, equilibrium (EQ) and nonequilibrium (NEQ) models are available in the literature. The accuracy of the nonequilibrium stage model seems to be limited mainly by the accuracy of the correlations used to estimate the mass transfer coefficient and interfacial area.The binary mass transfer coefficients obtained from empirical correlations are functions of the tray design and layout, or of the packing type and size, as well as of the operational conditions and physical properties of the vapour and liquid mixtures.In this contribution, the nonequilibrium model was used for the simulation of a reactive distillation column. For prediction of the binary mass transfer coefficient for a sieve tray, four correlations were chosen to show their impact on the prediction of the reactive distillation column behaviour. As a model reactive distillation system, the synthesis of methyl tertiary-butyl ether (MTBE) was chosen. The steady-state analysis and the dynamic simulation of the model system were done. Qualitative differences between the steady states were predicted using the chosen correlations.     

Study on dynamic behaviour of thermally coupled distillation processes

A dynamic mathematical model has been developed which is suitable for thermally coupled distillation processes. An algorithm known as the equation-decoupled method was used for simulation. EPISODE software and LU decomposition method were adopted to solve the ordinary differential and algebraic equations of the model, respectively. The initial conditions, viz. a solution for the steady state of the process in dynamics simulation were obtained by means of modified Naphtali-Sandholm algorithm. Research on the dynamic behaviour of thermally coupled distillation processes was carried out on two examples. It was found, via the dynamic simulation, that a disturbance in the distribution of vapour coupled stream has a large effect on the composition of vapour side withdrawal and, similarly, for liquid coupled stream, on that of liquid side withdrawal when the fraction of side withdrawal is fixed, and a smaller effect when the quantity of side withdrawal is fixed.     

苯氯化反应与精馏过程的模拟与实时监控系统

以反应与精馏集成生产氯化苯过程为研究对象,依据化工机制模型和动态特性,采用化工流程模拟HYSYS软件建立苯氯化反应与精馏集成过程流程模拟系统。采用Visual Basic语言编写通讯模块,实现WINCC集成监控系统和模拟系统数据之间的实时通信。构建了苯氯化反应与精馏集成过程的实时监控平台。实现了模拟过程动态显示、PID控制器参数整定、历史数据查询、报表显示与打印、实时报警等多项集成功能。     

乳酸提纯新工艺动态建模仿真和控制系统设计

基于非平衡级和拟均相假设,建立了乳酸提纯反应精馏新工艺实验装置的动态机理模型.通过改进的数值计算方法提高了模型的求解效率,设计并实现了包含物性估算系统的模型仿真平台,以促进新工艺的工业化应用.利用仿真平台对新工艺装置进行了动态特性分析,在此基础上设计了两种单端质量控制方案:直接物料平衡和间接物料平衡方案.在不同类型和幅度的过程扰动下,分析比较了两种控制方案的调节性能.结果表明直接物料平衡方案控制品质优于间接物料平衡方案,可在不同扰动情况下满足过程的产品质量和转化率的联合控制要求.非平衡级动态机理模型能够反映反应精馏过程的动态特性,分析发现反应精馏过程有着独特的过程特性,基于机理模型的仿真平台是分析反应精馏特性的有效工具.     

连续精馏过程动态累积操作方式的研究

针对含低浓度杂质物系的分离进行了连续精馏动态累积操作(DACD)的研究,提出了DACD的操作方案.建立了数学模型,通过MATLAB编程对过程进行了模拟求解,研究了不同操作参数对操作影响,并用乙醇-正丙醇物系进行了实验验证.模拟和实验结果表明,DACD能够解决连续精馏处理含低浓度杂质溶液时塔顶或塔底产品流量太小控制不方便的问题,也降低了间歇精馏对塔釜大小的要求.     

催化精馏塔通用数学模型及其求解方法

建立了醋酸甲酯水解反应精馏实验流程,并探讨了反应精馏的工艺特点和可行性。建立了催化精馏塔通用数学模型,并给出了求解方法。该模型对于化学反应和精馏分离同时进行及交替进行两种形式的催化精馏塔均能适用,且可用于催化精馏塔的动态分析。