PTA装置溶剂脱水塔进料组分含量变化对塔分离效果的影响

利用Aspen Plus流程模拟软件模拟计算了精对苯二甲酸(PTA)装置溶剂脱水共沸精馏塔,液相采用UNIQUAC模型计算活度系数,气相采用Hayden-O'Connell模型计算逸度系数,模拟结果与实际工况符合较好。在此基础上将其转化为基于Aspen Dynamic的动态模型。利用三元相图分析醋酸-水-醋酸正丁酯(HAc-H2O-NBA)三元体系中进料组分含量变化对溶剂脱水塔操作条件的影响,提出单塔板温度控制和双塔板温度控制两种方案。仿真研究进料组成变化对两种控制方案相关操作变量的动态响应情况,从中挑选出一种较优的控制方案,指导实际生产操作。     

酸性水汽提塔工艺模拟及优化

运用Aspen plus流程模拟软件,对单塔加压汽提塔进行模拟,模拟分析了热冷进料比、塔顶采出量、侧线抽出量与热进料进塔温度对净化水氨含量的影响,确定了汽提塔优化后的操作参数,为汽提塔改造提供理论依据。     

单乙醇胺(MEA)捕获二氧化碳过程解吸能耗的模拟

采用ProMax2.0模拟了30% (质量分数)单乙醇胺填料塔吸收 - 解吸CO2的传统流程,考察了贫吸收液CO2负载(CLL)和溶液循环流速(SCR)对解吸用再沸器热负荷(Qreb)的影响.全系统模拟结果表明,当CO2 移除效率为90%时,CLL增加导致Qreb显著下降后再缓慢上升,其最佳值为0.20 mol CO2/mol MEA (MCPM),此时Qreb达最小值3.24 GJ/t CO2.单独的解吸系统模拟结果显示,当CLL 和富吸收液CO2负载(CRL)不变时,解吸塔中富胺进料流量的变化不影响热负荷.然而,由于全吸收 - 解吸系统CLL和CRL的变化则直接导致解吸塔富胺进料流量和热负荷的变化.     

三氯氢硅精馏过程的模拟与优化

采用化工流程模拟软件,对三氯氢硅精馏的双塔流程进行了模拟计算,在产品质量达到工艺要求的基础上,对精馏过程各塔的主要参数进行了分析优化。计算得到预分离塔的最适宜进料板位置、回流比、塔顶采出量分别为6、18、250kg/h,三氯氢硅塔的最适宜进料板位置、回流比、塔顶采出量分别为12、5、2453kg/h,并且最适宜的进料温度范围为25~35℃。将优化后的参数应用到实际设计和生产中,三氯氢硅塔塔顶产品各组分含量的模拟结果与工业数据基本一致,三氯氢硅纯度大于0.999。     

反应精馏耦合吸收工艺生产硅烷的流程模拟

提出一种反应精馏耦合吸收工艺生产硅烷,用于提高反应精馏塔塔顶温度.在Aspen Plus中建立流程进行模拟,使用平衡级模型,其中反应过程考虑了反应动力学的影响和化学平衡的限制.通过调节塔顶采出量和回流比确定操作参数.模拟结果表明,该流程的硅烷收率接近100%,塔顶温度为-17℃.考察了吸收剂的量、循环物流进料位置和持液量等影响因素.同时,对反应精馏生产硅烷的单塔流程、双塔流程和吸收流程进行了经济评估,结果显示吸收流程具有塔顶温度高、设备维护成本低、操作成本适中等优势,适用于工业生产.     

直序双塔精馏分离BTX过程的稳态模拟与动态控制研究

利用Aspen Plus模拟软件对BTX直接序列双塔精馏过程进行稳态研究,在设计规定下分别对苯塔和甲苯塔的操作参数进行确定和优化,确定了各塔的理论塔板数、最佳进料位置、回流比以及灵敏板温度.在稳态模拟设计数据的基础上,采用Aspen Dynamics考察了进料流量扰动(±10%)和进料组成扰动(±10%)的工况下,各项控制指标均可在较短响应时间内达到平衡,动态控制结构可以很好地应对工艺过程中进料流量和进料组分的扰动.     

延迟焦化主分馏塔工艺模拟与扩能分析

运用流程模拟软件SimSci/PROⅡ探讨了延迟焦化分馏单元的模拟策略.根据延迟焦化分馏单元无法确定反应油气进料组成和塔底存在非平衡级的特点,采用塔出料反推进料油气组成和塔底换热段与精馏段分段处理的办法,选择Grayson-Streed物性选择集进行模拟.模拟结果与现场标定数据基本一致.根据模拟计算结果,发现分馏塔操作中存在气液流量在各塔板明显波动的问题,同时进行了主分馏塔的水力学核算,绘出了塔板的负荷性能图,发现大部分塔板存在漏液问题,堵住一定数目阀孔能解决漏液.最后根据工厂的生产要求,对装置扩能22%后的主分馏塔进行了模拟和水力学核算.结果表明,对分馏塔进行局部脱瓶颈改造能满足扩能后生产能力的要求.     

复杂连体双塔高层建筑的风荷载特性

通过风洞试验研究了具复杂截面的连体双塔高层建筑的风荷载特性,并进行了单塔试验比较.将风压沿截面进行积分求出沿坐标轴方向的合力,然后反算为沿坐标轴方向的整体体型系数.结果表明:风压沿高度变化不大,整体体型系数沿高度递减;单塔最大体型系数对应的风向角偏离坐标轴15°;就双塔连线方向(x向)体型系数而言,上游塔略小于单塔情形,下游塔小于单塔的50%,垂直双塔连线方向(y向)体型系数略小于单塔y向,连体部分的y向体型系数约为2.0,x向为零.分析认为:上游塔对下游塔的遮挡作用使下游塔整体体型系数减小,下游塔降低了上游塔尾流的速度和背面负压,也使上游塔整体体型系数略为减小;但是由于尾流的复杂化,上下游塔局部风压比单塔有所增大.综合分析试验结果,文中最后提出了类似工程的风荷载取值建议.     

一种改进的二氧化碳吸收减排法

为了研究利用乙醇胺（MEA）溶液从化石燃料燃烧电厂的尾气中分离CO2来减小温室气体的排放,采用ASPEN PLUS软件结合电厂参数建立了MEA溶液吸收CO2的流程．流程中的反应采用Eletrolyte—NRTL模型,吸收塔、解吸塔采用RADFRAC模型．通过模拟分析操作参数变化对CO2减排流程的影响,获得了最优操作点,同时对流程进行了改进,对压缩机级间热能回收进行了探讨．通过优化得到流程的最优操作点：MEA的质量分数为40％,CO2的回收率为99．2％,解吸塔操作压力为0．2MPa,贫液负载量为0．131．回收压缩机级间热能及改进操作条件后,最优操作工况下CO2的解吸能耗为2．947GJ／t,减排成本为344．0元／t,电厂效率由减排前的45％仅降为32．75％．     

萃取精馏分离甲醇和碳酸二甲酯二元共沸物

在对三塔萃取精馏分析的基础上,提出了以邻二甲苯为萃取剂,两塔分离甲醇和碳酸二甲酯共沸物的萃取精馏新流程.考察了进料配比、回流比等操作参数对萃取精馏性能的影响,并采用共沸和非共沸两种进料方式,考察了三塔体系和两塔体系在操作条件和分离性能上的差异.利用ASPEN软件对两种流程进行了优化分析和模拟放大研究.实验和模拟结果表明:两种分离流程均可实现甲醇与碳酸二甲酯的有效分离.两塔体系省去了一个塔,降低了设备费用,简化了操作,能量的消耗略有增加.考虑到低品位的能量容易取得以及萃取剂可以回收利用等因素,两塔体系具有较高的工业利用价值.     

甲醇合成流程模拟策略

以Rosen提出的联立模块法的分层计算思想为基础,针对具有两层嵌套反馈回路的流程,提出了一种流程模拟的三层策略。将该模拟策略成功地应用于具有二层嵌套反馈回路的甲醇合成流程的模拟,并与二层的联立模块法相比。不仅能大大地缩短流程模拟的计算机时间,还能大幅度地降低流程模拟系统对初始估计值的要求。建立的甲醇合成流程模拟系统能较好地描述工业原型,并对甲醇的生产操作和优化有一定的指导作用。     

输电铁塔主材节点滞回性能研究

针对输电铁塔主材双肢搭接节点,分别建立了单一剪切面连接与双剪切面连接的螺栓连接节点有限元仿真模型,通过施加低周循环载荷获得了节点的滞回曲线,给出了骨架曲线分析,耗能能力分析以及刚度退化分析,研究了输电铁塔螺栓连接节点在低周循环载荷作用下的耗能能力与力学性能,结果表明：单剪连接与双剪连接的节点线弹性变形过程基本一致,此后两种节点都出现滑移现象,双剪连接节点经历两次滑移过程;螺栓滑移过程中,节点耗能能力最强;双剪连接节点极限承载能力更强,刚度保持特性更佳,耗能能力更强。     

Benfild溶液吸收、再生系统的数学模型分析及模拟策略

根据Benfild溶液吸收、再生系统循环回路及主要单元设备的特点,提出了合并迭代某些系统断裂变量,直至同时收敛的模拟策略。鉴于描述再生过程的微分方程组的边值问题在某些数域内呈严重病态的情况,采用直接搜索法求解相应的非线性方程组,由此避免了离散牛顿法等一类下降型算法对初值及函数光滑性的要求。系统模拟计算中,因采用上述模拟策略可以避免多次计算描述再生塔的边值问题,故整体计算效率优于联立模块法或序贯模块法。     

双面对切进口结构的湿法烟气脱硫喷淋塔内流场的数值模拟和实验研究

烟气脱硫喷淋塔一般直径大高度低,处理的烟气量很大,气体进入塔内的几何结构一定程度上影响着塔内流场的分布,从而对SO2的有效吸收及运行性能产生至关重要的影响。常规情况下,烟气从单侧进口以自由射流方式进入喷淋塔,在进口处容易形成回流区、死滞区、涡流区。湿法烟气脱硫系统中的喷淋塔进口结构设计为双面对切进口。通过数值模拟和实验测试相结合的方法,研究了双面对切进口对塔内流场分布的影响。结果表明,采用双面对切进口结构,可以使喷淋塔得到近似于活塞流的均匀流场,从而使烟气均匀一致地通过脱硫喷淋塔,提高了脱硫效率。     

卧式喷淋塔烟气脱硫的数值模拟

卧式喷淋塔技术是北京科技大学环境中心开发的一种新型烟气脱硫系统工艺,在某些方面克服了立式喷淋塔的缺点,具有脱硫效率高、压力损失小、运行成本低、易检修等特点.但在实际工程中仍然需要进一步的改进.为了研究不同喷淋的布置格局对卧式喷淋塔的内部流场的影响,构建了卧式喷淋塔物理模型,采用Icem软件划分网格,利用Fluent软件数值模拟计算.模拟中选择k-ε湍流模型及随机轨道模型,数值模拟计算采用SIMPLE算法.模拟结果表明:双层喷淋设置时喷雾锥角为90°,上部喷淋高度为距顶部0.9 m,下部喷淋高度为距顶部2.4 m,喷淋层间距为1.5 m时,有效的减少脱硫塔压力损失,降低能耗,塔内吸收区烟气流动的速度均匀,增大了气液接触的频率.烟气的温度适宜于气液反应.总体上提高了烟气的脱硫效率,为实际工程的设计和应用提供指导.     

常压蒸馏塔模拟分析

根据常减压炼油装置在线模拟分析与优化控制的需要，研究了常减压蒸馏塔模型建立及求解方法，设计开发成功该装置的严格在线模拟分析优化系统．结合实际工艺流程，通过研究分析原油常压蒸馏塔的结构特点，提出了模拟常压蒸馏装置的模块法收敛求解新策略，即把该装置分解为精馏、吸收、闪蒸等模块的流程组合，克服了现有模拟方法的局限性，可方便地将已有的数学模型、解算方法等成熟模块应用于常压塔的模拟分析，准确有效地进行装置的严格在线模拟与优化．     

减压蒸馏塔模拟与系统设计实现

针对减压塔的结构特点，采用减压蒸馏装置的模块化模拟分析策略，把减压塔作为闪蒸过程与多个复杂吸收过程的串联流程，然后按照序贯模块法求解。对常减压蒸馏装置的模拟与优化进行了探讨，建立了该过程的模拟优化分析系统，可用于在线模拟分析、数据校正与优化控制。     

气体通过内置不同液体分布器吸收塔的压降实验研究

压降是吸收塔设计及操作的重要参数,吸收塔内置不同结构的液体分布器时产生压降情况不同。为此,搭建1.2 m吸收塔实验平台,基于不同液体分布器,针对气速与喷淋密度对整塔及局部内件压降的影响进行实验研究。结果表明,吸收塔中分布器、填料、集液器等部件压降都较小,绝大部分压降集中在除沫器部分;吸收塔内置管式和槽式分布器时,整塔压降随喷淋密度增大有下降的趋势,整塔压降随气速增大而变大。在1 326 m~3/h和1 329 m~3/h的气速下,整塔压降峰值分别为0.45 k Pa和0.445 k Pa。吸收塔内置新型管槽式分布器,整塔压降随喷淋密度增大基本上保持不变,整塔压降同样随气速的增大而变大,在1 350 m~3/h气速下整塔压降峰值为0.375 k Pa,相比内置管式和槽式分布器有较大的优势,且在不同喷淋密度下表现更加平稳。经计算,u=1 362 m~3/h时,吸收塔内置新型管槽式液体分布器相对于内置管式和槽式分布器的整塔压降分别降低16%和12%。     

一种有害气体吸收装置的改进设计及应用

针对传统有害气体吸收装置存在的缺陷,设计了一种新型的有害气体吸收装置.此装置相比传统装置而言,具有更加安全有效、结构简单、拆装方便等优点,有普遍应用于化学实验室中的价值.     

弹塑性阻尼支座用于自锚式悬索桥减震设计

对南京夹江自锚式悬索桥采用弹塑性阻尼支座进行减隔震设计,并采用非线性动力时程分析方法,对阻尼支座屈服荷载进行了参数敏感性分析.计算结果显示:设置阻尼支座以后,主梁纵向位移减小为飘浮体系的20%,内力则与飘浮体系地震反应相当;横向地震反应也仅为墩梁、塔梁横向固定体系的15%～50%.表明弹塑性阻尼支座可以非常有效地用于独塔自锚式悬索桥减隔震设计.