环己烷氧化过程的模拟与分析

建立了适用于工业反应器的环己烷无催化氧化动力学模型和反应器数学模型,根据无催化氧化工艺的指导思想,把环己基过氧化氢的选择率和总的选择率作为氧化反应主要的工艺指标,对温度、压力、气相进口氧气含量、气液流量、反应器个数等因素进行模拟分析,从而为工业反应器的优化设计和操作提供依据。     

金属氢化物反应器的设计与过程模拟

针对工业废热回收装置的要求，提出了一种新型的环盘式化学热泵反应器．该反应器采用多组配对环盘装填金属氢化物，环盘面积取壳体截面积的50％～80％，具有结构紧凑、反应传热均匀、工业调控方便等优点．应用多元价值取向模型进行的多种反应器方案的系统评估表明，新型反应器的综合评价指标优度为0．898，明显优于其他类型．采用有限容积法对描述反应器动态过程的非局部热平衡模型进行了离散求解，模拟结果证明新型反应器的工作过程较为快速和均匀，操作周期在0．5h内，适用于工业热能的回收利用；同时，为平衡氢化／脱氢过程反应传热的不对称性，应尽可能强化氢化传热过程与脱氢反应过程．     

反应温度及反应时间对渣油热裂解产物分布的影响

采用静态间歇反应器、气相色谱及气相色谱模拟蒸馏分析。考查了工业装置焦化循环渣油及减压渣油的裂解气、裂解馏份油和苯不溶物随反应温度及反应时间的变化趋势，找到了一些优化工业操作条件的规律，并得到了裂化产物分布的经验模型。     

反应温度及反应时间对渣油热裂解产物分布的影响

采用静态间歇反应器，气相色谱及气相色谱模拟蒸馏分析，考查了工业装置焦化循环渣油及减压渣油的裂解气，裂解馏份油和苯不溶物随反应温度及反应时间的变化趋势，找到了一些优化工业操作条件的规律，并得到了裂化产物分布的经验模型。     

平板式反应器的数值模拟

连续操作条件下运行的板式反应器已成为取代间歇式反应器的一个较好的选择,它主要从事精细化工品和药品的生产。利用专业的多物理场耦合软件COSMOL Multiphysics对平板式反应器内的不可压缩流场进行了数值模拟,得到了反应器中的流体的浓度场﹑速度场及温度场分布。结果表明平板式反应器较之普通的管壳式反应器它允许高效率的反应物的温度控制,以此为据为其后期的工业开发提供了理论依据。     

丙烯水合反应器的优化控制

阐述了丙烯水合反应器机理模型，为便于在线调优。对模型作了数学处理，并研究了该过程的优化目标函数，在工业现场验证了在线模型。在开环在线优化操作指导的基础上，实现了闭环优化控制，取得了较好的经济效益。     

新型环柱状催化剂气相法合成醋酸乙烯宏观反应动力学

采用内循环无梯度反应器,在工业气相法合成醋酸乙烯操作条件下研究了工业颗粒新型环柱状催化剂上乙烯氧乙酰化合成醋酸乙烯的宏观动力学。获得了可供实用的宏观动力学方程,为工业反应器的优化设计和操作提供了可靠的依据。     

渣油加氢微膨胀床反应器中的气液流动状态及床层膨胀率

在常温常压下用模拟渣油和模拟氢气近似模拟了微膨胀床渣油加氢处理反应器内的气液流动状态,考察了催化剂粒径和堆密度、虚拟气液流速以及催化剂装填高度对催化剂床层膨胀率的影响。实验结果表明:大粒径、低堆密度的催化剂床层膨胀率较高;虚拟气速与床层膨胀率关系曲线上存在拐点,拐点值随催化剂装填高度增加而增大;虚拟液体流速对催化剂床层膨胀率影响较小;在工业操作条件下,微膨胀床渣油加氢处理反应器的催化剂床层膨胀率小于10%;催化剂装填高度对床层膨胀率有明显的影响,催化剂装填量较大时,需要采用较高的气油比才能保证催化剂床层处于微膨胀状态。     

丁炔二醇合成反应的床层宏观动力学测定

本文设计了一种能模拟工业涓流床反应器操作条件的外循环微分反应器。应用此实验室反应器,测定了丁炔二醇合成反应的床层宏观动力学。用回归分析法,从实验数据得到了宏观反应速率与催化剂外部接触效率的经验数学模型。该模型成功地经受了中试绝热装置的检验。     

新型移动床生物膜反应器深度处理模拟养猪废水试验研究

将新型移动床牛物膜反应器(moving bed biofilm reactor,MBBR)用于模拟养猪废水深度处理的试验,研究了反应器结构特征、水力停留时间(HRT)以及填料填充比对反应器处理效果的影响.通过优化反应器结构,实现了反应器内的功能分区,提高了反应器处理效率.MBBR用于模拟养猪废水深度处理的试验结果显示,新型MBBR反应器可实现模拟养猪废水中有机物和营养物的同步良好去除,在HRT为8 h,气水比12:1,填料填充比例为40%的条件下,化学耗氧量(COD),NH_4~+-N去除率达90%以上;同时实现了总氮(TN)的同步硝化反硝化(SDN)脱除,去除率达85%以上.     

工业加氢裂化反应过程的动态特性研究

在加氢裂化反应器稳态模型的基础上,建立加氢裂化过程的动态数学模型.并根据反应器的特征采用分段离散化的方法对模型进行简化求解,然后在计算机上利用MATLAB平台结合不同工况的操作数据对模型进行验证分析.结果表明,所建立的模型能够较好反映加氢裂化装置性能且能较好地预测加氢裂化产品的收率分布及反应器的温度分布的变化情况,模拟结果与实际操作状况一致.     

苯乙烯悬浮聚合过程的动态建模、操作优化及控制

利用系统辨识方法,建立苯乙烯悬浮聚合反应过程的动态数学模型。在满足产品质量条件下,采用二级优化算法,求出反应时间最短的最优操作条件。计算结果经部分实验数据验证。探讨了该反应器的质量优化控制问题,提出两种优化控制方案。     

乙炔法氯乙烯转化器的分段建模

针对某厂聚氯乙烯（PVC）生产流程中乙炔法合成氯乙烯的列管式反应器,基于传热系数的不同,建立了氯乙烯转化一维均相分段数学模型.用该模型计算了反应管内的温度分布和反应器出口的乙炔转化率,模拟结果与现场数据吻合较好,表明该模型有一定的准确性.利用该模型研究了催化剂效率及反应管内外传热效率对转化器的影响.     

二氯乙烷裂解过程的模拟与优化

建立了二氯乙烷裂解制氯乙烯过程的数学模型；运用别洛康方法，对年产１０万吨的二氯乙烷烷裂解炉进行了分区模拟计算和优化分析，计算了裂解炉炉膛温度分布对二氯乙烷裂解过程的影响；提出了优化的裂解炉燃料配比，炉膛温度分布和可行的增产措施。     

丁醛加氢制丁醇反应器的数学模拟

在对混合丁醛加氢制丁醇的反应体系进行热力学与动力学分析的基础上。采用一维拟均相数学模型对丁醛加氢制丁醇管壳式固定床反应器进行数学模拟设计。预测了反应温度、冷却介质温度、反应压力和反应空速对加氢反应结果的影响。结果表明：丁醛加氢制丁醇的数学模拟结果与生产数据吻合良好。     

基于自适应神经模糊推理系统的连续搅拌反应釜系统的改进广义预测控制

连续搅拌反应釜(continuously stirred tank reactor,CSTR)是典型的非线性、大滞后的化工对象。为克服传统控制方法难以建立其机理模型的难点,基于对实际工业现场采集得到的大量输入输出数据,提出采用自适应神经模糊推理系统(adaptive-network-based fuzzy inference system, ANFIS)的方法,得到CSTR系统较理想的输入输出关系规则库,即CSTR系统的T-S模糊模型。最后,通过改进的广义预测控制(Jin’s generalized predictive control, JGPC)算法对CSTR系统的浓度进行控制,并与常规的广义预测控制(generalized predictive control,GPC)算法、比例-积分-微分(proportion integral differential,PID)控制算法进行对比,仿真结果显示,JGPC算法的控制效果优于GPC算法和PID控制算法,证明了方法的有效性。     

基于垫块阻尼力的单相串联铁心电抗器减振

单相串联铁心电抗器在生产和使用中需要重点考虑其减振降噪的问题.目前对于电抗器减振方法主要为被动减振,为从根源减小电抗器振动噪声,通过在单相串联铁心电抗器垫块中加入导电环,利用其在变化的磁场中产生阻尼力来与电抗器铁心上的原有应力相互抵消的原理来减少电抗器的振动.首先,建立单相串联铁心电抗器磁-机械耦合数值模型,并基于有限元法对电抗器进行磁场和机械场的分析与计算.对比在垫块中加入导电环前后电抗器的振动变化情况,结果表明:加入导电环后电抗器的振动加速度降低了12.95％.最后,搭建电抗器的振动实验平台,通过对比实验数据验证了此方法的可行性,对将来设计低振动噪声的电抗器具有指导意义.     

乙苯脱氢反应器系统的优化控制

本文针对某企业的乙苯脱氢反应器系统,提出了一种在线静态控制方案:采用卡尔曼滤波器对时变的催化剂活性进行估计,对活性预测模型参数进行辩识;基于这种估和辩识,对催化剂活性变化进行预测,进而优化反应操作。又对优化计算中遇到的问题,提出了一种两层优化计算方法。最后给出了程序框图和仿真结果。结果表明这种方案是有效和可行的。