乙氧基化催化精馏塔紧急排空的风险分析与评价

基于事故后果分析法,对1个乙氧基化催化精馏塔(以环氧乙烷和甲醇为原料合成乙二醇单甲醚)紧急排空后因环氧乙烷扩散引起的危险性进行了定量分析。首先,通过模拟计算取得紧急排空时塔的操作条件及塔内未转化环氧乙烷的量等数据;其次,利用安全评价准则判定了紧急排空时环氧乙烷的排放类型和扩散类型;再次,应用高斯烟羽扩散模型,计算了环氧乙烷非重气云扩散的危险距离。研究表明,在不利的环境条件下,紧急排空的突发火(或爆炸)与中毒危险下风向最大距离可达35.2 m和97.4 m。本研究提供的事故后果信息将为塔的安全评价及应急预案制定提供理论依据。     

经济方法优化设计一个带有中间换热器的精馏塔

提出了基于经济的年总费用最小为目标的带有中间换热器的精馏塔优化设计新方法。本方法基于这样的精馏塔模型:1股进料、2股出料,每块理论板上均可有中间冷凝器或再沸器。以回流比和塔内各塔板上的中间换热负荷为变量,根据经济年总费用最小,优化塔内换热的位置及负荷。实例研究表明,用本文方法可以一步一步很容易地设计出含塔内换热器的复杂精馏塔。该塔比简单塔更省钱。     

一种识别复杂流程参数的优化方法

对化工流程中的关键工艺参数进行辨识,对认识过程操作规律具有重要意义。本文以TDI生产过程为对象,发展了一种辨识流程参数的优化方法。所要辨识的工艺参数F_A和F_B属于循环物流中的参数,故以模拟初值与实际计算值平方差最小为优化目标,F_A和F_B为决策变量,结合2个等式约束方程建立优化模型。通过求解出满足目标最优化的解,使隐藏在流程中的特征参数即F_A和F_B被挖掘出来。同时对模拟结果进行了分析,找出了决策变量与环境因素之间的关系。此优化方法对解决类似隐性参数辨识问题以及分析复杂化工流程具有指导意义。     

反渗透海水淡化系统的优化设计

对反渗透海水淡化过程的设计进行了研究。首先对过程的每个单元给出了单元操作模型和相关的经济模型。通过一定的变量将这些模型相互关联,组成系统模型。系统模型主要考虑了一级流程和二级流程。将年费用最小定为目标函数,并满足过程热力学、设备选型、设计要求等约束。系统的设计问题可表达为一个混合整数非线性规划(MINLP)。当产品水的设计要求不同,给水浓度不同时,采用本文的设计方法分别得出了不同的最优设计方案。这个方法可用于海水、苦咸水淡化的工程设计,也可用于高浓度含盐废水的脱盐工艺设计。     

组合式干燥系统的分段优化设计方法

提出了分离过程的分段设计法：将一个任务分解为多个子任务,根据各个子任务的不同特点进行设计. 对干燥过程进行优化设计,以年费用最小为目标,将干燥过程表示为最多3段的超结构,每段有2个干燥设备可以选择,给出了单元和过程系统的模型和经济模型. 实例研究结果表明,当物料含水量大于物料在该条件下的临界含水量时,宜采用两段干燥的方法,将回转圆筒干燥器和流化床干燥器组合进行干燥;当物料含水量低于临界含水量时,宜采用一段干燥,将物料直接放入流化床干燥器进行干燥.     

化学工程热(火用)价格模型的研究

(火用)价模型的建立是以(火用)经济为目标优化能量系统的基础。本文基于(火用)平衡及(火用)费用平衡方程,以燃料价格与电价作为基准,基于能量在过程系统中数量和质量的变化,结合经济上的考虑,提出了热(火用)价格模型的4个基本假设,并据此提出了蒸气、热水、热媒和工艺物流的热(火用)价格模型方案。这些模型表明,热火用价格强烈依赖于相应的能量转换过程,有时高品位蒸气的(火用)价要远低于低品位热水的(火用)价。用所提出的燜价模型,以(火用)经济为目标研究了五组分精馏过程综合问题,结果表明采用不同的公用工程,所得到的最优精馏流程也不同。     

逐步线性规划法求解废水最小化问题

对用水过程的优化设计即废水最小化问题进行了研究 ,提出了操作水源和操作序列的概念 .分别对单组分再利用、多组分再利用及单组分再生再利用问题 ,提出了逐步线性规划的解算方法 .新方法首先依据规则将操作对贫流的要求进行分段排序 ,然后按操作序列逐级进行富流和贫流水源的优化匹配 ,最终完成用水过程的设计 .给出了 4个实例 ,计算结果表明本文方法是有效和简便易行的     

反渗透海水淡化系统中膜组件的清洗策略

反渗透海水淡化法中膜组件的定期清洗是防治膜污染的主要措施之一.膜清洗可将膜表面的污染物去除,达到恢复透水量的目的.在保证产水量的情况下,选择恰当的清洗策略和清洗时机可使清洗次数最合理,清洗费用最低.以规划期内总操作费用最小为目标,提出了新的污染模型,给出了清洗的判据,将清洗策略问题表达为一个混合整数非线性规划（MINLP）.对一个实例进行计算,给出了该例中的反渗透系统在5年规划期内的最优清洗策略和清洗时机.结果证明这种数学规划方法对于寿命为3～5年的膜组件的清洗维护是有效的.     

多级闪蒸海水淡化与水电联产模拟与优化

海水淡化技术已成为解决淡水资源紧缺的有效途径之一.将贯通型( OTMSF)、带有盐水循环器(MMSF)和带有排热段( CMSF)的3种不同结构的多级闪蒸(Multi-stage flash,MSF)海水淡化装置分别与水电联产进行集成,并建立集成系统的数学模型,以最大经济效益为优化目标,探讨各操作参数和结构参数对集成系统性能的影响.结果表明,产水量一定时,3种集成系统的经济效益均随闪蒸级数的增大呈现出先增大后减小的变化趋势,而发电量则均出现下降的趋势.产水量Md增大时,CMSF和OTMSF系统的总经济效益均增大,且OTMSF的总经济效益高于CMSF; MMSF的经济效益明显低于前两种,其变化趋势是先升高后下降.