催化反应精馏研究中的若干问题（Ⅱ）过程的设计和数？…

反应精馏过程设计不同于常规精馏,利用变换组成变量,可借助常规精馏设计类似的方法简化设计反应精馏过程,对于平衡化学反应和速率较的两种类型反应,设计方法一般不同,前者,平衡化学反应对相平衡有较大影响,而后者,由于反应速率较慢,塔板上（或塔内）持液量对反应有较大影响,数学模型可预测反应精馏过程的操作状况,平衡级模型由于简单,对它的研究起步较早、也较深入,非平衡级模型可以较精确地反式塔及填料塔的反应精馏过     

醇胺法碳捕集工艺解吸塔能耗分析

解吸塔的能耗是评价醇胺法的重要技术指标。针对解吸塔反应精馏的特点,在MESH方程(质量平衡方程、相平衡方程、摩尔分数归一化方程、能量平衡方程)中加入反应项建立平衡级静态模型,得到与再生能耗相关的直接因素,定性分析这些因素对再生能耗的影响。结果表明,再生能耗主要集中在解吸塔内升温吸热和解吸化学吸热过程,且MEA浓度、塔底压力等参数对能耗也有较大影响。     

反应精馏过程设计研究

介绍连续反应精馏过程设计的两种研究方法：静态分析法和有限元正交搭配OEFE法，静态分析法是对反应精馏图进行热力学和拓扑学分析，鉴定反应精馏过程的基本可能性，此方法不需要依靠确定的对象的特性，要求最少最反应混合物的物理化学特性，有限元正交配技术应用了把整级评估模型转变成连续的模型。OCFE能精确地吻俣逐板模型的优化设计，而只是使用一套较小的模型公式和避免使用与塔级数有关的总决策变量，用静态分析寻找一个最大转化率稳定态，用OCFE确定反应精馏塔的级数（塔级数）及进行精级（塔板）位置。     

反应精馏过程传质模型（Ⅰ）

快速反应的反应精馏过程需要通过解反应—扩散方程得到其传质模型,而慢速反应、瞬时反应的反应精馏过程相当于普通多组分传质过程,只是瞬时反应的精馏过程其液相浓度必须满足平衡常数计算式。按双膜理论,假设仅在液相有反应、汽相无反应的情况下、用矩阵或直接求解反应—扩散方程,得到了反应精馏过程的传质模型。液相传质模型的表达式说明:液相中由于反应的存在,化学反应除了影响传质过程的传质系数外,还影响其推动力。     

空分精馏过程的仿真计算

从Hamens物性方程出发，依据Or-Ar-N2三元物系气-液平衡关系，对通用模型塔建立统一的数学模型和求解方法，在此基础上开发了空分单塔及精馏系统的计算模型并对填料塔精馏过程进行了探讨和计算．通过宝钢5#空分精馏系统的模拟计算，说明该模型能够准确地描述精馏过程各参数变化．     

苯与乙烯或丙烯烷基化反应精馏过程的稳态模拟

采用平衡级模型研究了苯单独与乙烯或丙烯烷基化反应的精馏过程。计算的塔内温度和液相组成分布与已有实验和非平衡级模拟吻合较好,表明平衡级方法能够准确有效地描述非均相催化反应精馏。在乙烯丙烯同时进料时,考察了苯烯比、苯质量空速、回流比和塔顶压力对烯烃转化率、热负荷和每年总投资的影响。计算表明,当苯与乙烯丙烯进料比分别为3.5和2.0、空速2h^-1、回流比10.0、压力0.71MPa、催化剂填装分率18%时,乙烯和丙烯的转化率均能达100%。同时,反应精馏塔的TAC小于乙烯丙烯分别进行烷基化反应精馏的值,故能降低成本。后续常规精馏塔分离的馏出物中,异丙苯、乙苯和苯浓度均可达到95%以上。     

复合气液传质过程多元传质系数估算方法

以多元传质的扩散方程为基础，提出化学反应，吸附对气液传质增强因子以及伴有化学反应、吸附的气液传质过程的多元传质系数的估算方法，用非平衡级模型及上述方法得到的传质系模拟脂肪酸甲酯化反应精馏过程，与实验结果吻合。     

反应分离过程模拟：I.反应精馏过程

引入变换变量的概念，将发生平衡反应的反应精馏过程模型变换为普通精馏过程模型，减少了迭代变量，避免了反应量的计算，并易于采用普通精馏的计算方法。针对新模型非线性增强的特点，以松弛法得到初值，以Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法为算法主体，分别对含惰性组分和不含惰性组分的ＭＴＢＥ合成（甲基叔丁基醚）反应精馏过程进行了模拟计算。     

异丁烯齐聚反应精馏的数学模拟

在异丁烯齐聚集总宏观动力学模型的基础上,采用平衡级模型和改进松弛法对工业用硅铝小球催化剂进行的异丁烯齐聚反应进行了模拟,并将模拟结果与实验结果进行了对比.结果表明,该模型适用于异丁烯齐聚反应精馏过程的模拟计算.     

大型反应精馏塔板上传质过程的模拟

为深入研究反应精馏过程，介绍了大型塔板反应精馏的操作过程，并通过对塔板上液体流动分布以及化学反应过程的分析，建立了描述反应精馏过程的二维涡流扩散模型，模型中包括化学反应速率项，并引入液体速度分布函数表示塔板上不均匀速度场的影响。利用有限元法求解数学模型，得到了乙酐水合生成乙酸的反应精馏塔板上的浓度分布，并进一步分析了液相速度分布对应精馏效率的影响。研究结果有助于深入理解大型反应精馏塔板上的传质过程。     

反应分离过程模拟 Ⅰ.反应精馏过程

引入变换变量的概念,将发生平衡反应的反应精馏过程模型变换为普通精馏过程模型,减少了迭代变量,避免了反应量的计算,并易于采用普通精馏的计算方法。针对新模型非线性增强的特点,以松弛法得到初值,以Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法为算法主体,分别对含惰性组分和不含惰性组分的ＭＴＢＥ合成（甲基叔丁基醚）反应精馏过程进行了模拟计算。     

酸烯酯化合成醋酸叔丁酯的精馏分离过程

针对醋酸与异丁烯加成酯化合成叔丁酯的反应液,提出先脱酸后提纯的两塔精馏分离流程,采用Aspen Plus软件进行模拟研究.在采用简捷计算方法获得精馏塔初步配置参数的基础上,用严格计算模型对进料位置、回流比的影响进行敏感度分析,得到脱酸塔和提纯塔塔板数、最佳进料位置和回流比分别是25和24、14和20、3和20.在模拟基础上,对精馏过程进行实验研究,实验结果与模拟结果吻合较好,分离得到醋酸叔丁酯的质量分数大于99.50%,为工业应用与放大设计提供了依据.     

合成碳酸二甲酯反应精馏过程的模拟与优化

以实际工业生产装置为研究对象,研究了酯交换法合成碳酸二甲酯的反应精馏过程模拟与优化问题？建立了过程非平衡级模型,引入了分离效率函数,求解、模拟结果与文献值吻合良好、成功地解决了复杂反应精馏过程数学模型的建立与求解问题,并在此基础上优化计算了操作条件,同时用VB语言开发了完整实用的仿真软件？软件可用于碳酸二甲酯反应精馏塔的工艺设计、操作过程分析和参数调优等工作。     

氮氧化物水吸收过程的数值模拟

分析了氮氧化物水吸收过程主要化学反应的特点,并据此提出了影响该吸收过程的基本规律;建立了基于反应速率的平衡级理论模型并用于反应吸收过程,实例验证了该模型计算结果的正确性,并分析了主要工艺条件温度、压力、氧气含量对NOx吸收过程的影响规律,为氮氧化物水吸收过程的设计和操作提供理论指导.     

对新型填料塔使用的几点看法

精馏是化工生产中最常用的一种分离方法,一般精馏过程耗能较大,并很难分离挥发度相近的混合物,利用新型填料塔可解决这一问题。本文现对国内新型高效填料建造和改造提出几点看法。     

差压热耦合反应精馏应用于乙酸甲酯水解研究

结合差压热耦合和反应精馏工艺优势,提出形成差压热耦合反应的精馏工艺方法,将其应用于乙酸甲酯水解过程。在验证UNIQ-HOC模型对模拟该体系适用性的基础上,对影响该工艺的主要影响因素进行考察,得出优化后的主要操作参数,并对比差压热耦合精馏和常规流程的能耗。结果表明,差压热耦合反应精馏增加813.33 kW的功耗,减少7062.3 kW的热量,节能效果显著。     

微量反应对异戊二烯萃取分离过程的影响

为了提高异戊二烯萃取精馏装置的工艺设计精度,在运用化工流程模拟软件Aspen Plus,对二甲基甲酰胺法分离异戊二烯的工艺流程进行模拟计算时,引入反应精馏和反应萃取精馏技术,考察各塔内双烯烃微量反应对分离过程的影响。模拟结果与实验数据和传统模拟方法得到的结果进行了比较。结果表明:含反应的流程模拟计算结果更符合实际生产情况;精馏塔内微量反应对脱重塔的出料组成影响较大,使产品中异戊二烯的质量分数和质量收率分别降低了0.4%、0.5%,无法达到原定设计要求。通过调整脱重塔塔顶出料量,可以使含反应精馏过程的异戊二烯的质量分数和质量收率重新达到设计要求。     

催化精馏合成异丙苯过程模拟

为有效控制催化精馏合成异丙苯过程 ,提出了改进的非平衡级模型。假设在每个非平衡级上汽液固三相间处于等温状态 ,从而使能量衡算方程大大简化。对变量的取值范围进行合理的约束 ,利用 Newton- Raphson法求解能够顺利收敛。与标准的非平衡级模型相比 ,该模型不但在总计算量上减少 2 0 % ,而且在总耗时方面减少 5 0 %。并且改进模型允许使用相对误差大于 15 %的初值。从催化精馏塔轴向的温度及液相组成分布等方面进行比较 ,模拟与试验吻合良好。该模型是一种控制催化精馏的实用方法。     

异丁烯齐聚反应精馏的数学模拟

在异丁烯齐聚集总宏观动力学模型的基础上,采用平衡级模型和改进松弛法对工业用硅铝小球催化剂进行的异丁烯齐聚反应进行了模拟,并将模拟结果与实验结果进行了对比.结果表明,该模型适用于异丁烯齐聚反应精馏过程的模拟计算.     

基于小波核函数极限学习机的模型预测控制模拟

针对醋酸精馏控制中,产品质量采用常规的温度间接控制存在精度低的问题,提出了一种基于小波核函数极限学习机的模型预测控制(KMPC)策略,在醋酸浓度软测量的基础上直接控制产品质量。鉴于小波核函数极限学习机(KELM)算法训练速度快并且稳定的特点,该控制系统采用KELM建立醋酸浓度控制器预测模型,以预测控制器的输出作为再沸器蒸汽流量控制器的设定值,构成串级调节系统,同时,以灵敏板温度、塔底温度、再沸器入口温度、压力等变量作为扰动变量,实现了对复杂精馏过程的前馈控制和非线性预测控制。运用ASPEN DYNAMICS流程模拟软件建立的醋酸精馏塔动态模型对KMPC策略进行仿真研究,结果表明,与传统DMC预测控制方案比较,塔底醋酸浓度控制精度有较大提高,控制结构简单,易于实施,能够实现产品质量的卡边控制。