聚乙烯醇聚合一塔的计算机优化及动态模拟

采用化工流程模拟软件,对聚乙烯醇生产中聚合工段聚合一塔进行了模拟计算。通过稳态灵敏度分析,优化了聚合一塔的最优操作点,即进料位置40块塔板,回流比0.7,馏出量6650 kg/h。动态研究表明,进料量、进料组成和回流量扰动均对一塔操作产生较大影响,其中,塔顶流量及组成动态响应速度缓慢,波动超过7 h,塔釜产品醋酸乙烯质量分数波动在扰动2~3 h时存在峰值;对于以塔底产品为主的聚合一塔,不能通过增加塔顶回流量来提高分离效果;串级控制通过改变吹入甲醇量可以快速有效控制塔釜产品醋酸乙烯含量。     

丙酮精制工段的过程模拟研究

以丙酮精制工段为研究对象,采用DSO流程模拟平台对该工段进行模拟计算。在现有装置的基础上,分别考察了粗丙酮塔回流比、采出量、精丙酮塔回流比、塔顶采出量、侧线采出量和采出位置等参数对分离效果的影响。结果表明:对于处理量为19100 kg/h的待分离物料,粗丙酮塔回流比为2.0、塔顶采出量为7320 kg/h、精丙酮塔回流比为2.2、塔顶馏出量为16235 kg/h、侧线采出为5974.5 kg/h、采出位置在第2块板时,可以使塔釜中几乎不含丙酮,且采出丙酮纯度达到99.81%。比较工厂实际生产值和模拟值,确定了较优的操作条件,提出了将粗丙酮塔塔顶物流预热进料物流的节能措施,可节省水蒸气(0.4 MPa)3.99 t/h、冷却水130.3 t/h。     

间歇精馏分离丁酮与甲基异丁基酮

采用恒回流比、累加回流比及循环全回流常压间歇精馏分离丁酮(MEK)-甲基异丁基酮(MIBK)混合液,研究恒回流比操作下馏分组成对塔顶和塔釜温度的影响及各操作方式下产品质量分数以及MEK和MIBK回收率.研究结果表明:恒回流比操作下塔顶、塔釜温度均随馏分浓度降低而升高,过渡馏分采出阶段塔顶温度上升24℃,塔釜温度上升0.3℃;当回流比由1增加到2和3时,过渡馏分量分别减少4.91％和11.52％,轻、重产品质量分数分别提高3.08％和1.12％,MEK和MIBK回收率分别提高15.44％和5.72％;累加回流比时,过渡馏分量较回流比为1时减少19.90％,轻、重产品质量分数分别提高3.44％和1.48％,MEK和MIBK回收率分别提高27.55％和8.55％;循环全回流方式下,过渡馏分量较回流比为1时减少38.92％,轻、重产品质量分数分别提高3.73％和0.97％,MEK和MIBK回收率分别提高42.43％和13.79％.采用不同方式均可得到质量分数大于95.0％的轻重组分.     

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。     

带有中间贮罐塔的混合溶剂间歇萃取精馏

采用一个带有中间贮罐的间歇精馏实验塔，对混合溶剂间歇萃取精馏过程进行了实验研究．实验结果表明，带有中间贮罐的间歇萃取精馏过程在很长一段时间内具有塔顶采出产品，同时具有在塔底采出混和溶剂的特点，因而与常规间歇萃取精馏过程相比，带有中间贮罐塔时间精馏技术需要的再沸器体积大大减小．另外，混合溶剂萃取精馏过程与简单溶剂萃取精馏过程相比，克服了简单萃取剂自身选择性与溶解性之间的矛盾，提升了萃取精馏工艺的分离效果及使用范围，并且没有增加原有工艺过程的复杂性．     

丙酮-氯仿混合物萃取精馏分离过程模拟

为增大关键组分的相对挥发度以有利于分离,用苯作为溶剂对流量为78.788 88 kmol/h的丙酮-氯仿混合物进行萃取精馏过程的模拟计算。精馏流程采用两塔结构,即萃取精馏塔和溶剂回收塔,前者塔顶馏出产物为丙酮,塔底产物为氯仿、苯和微量丙酮的混合物;后者塔顶馏出产物为氯仿,塔底为溶剂苯和少量氯仿,此塔底产物作为回流与补充溶剂合并返回萃取精馏塔。萃取精馏塔总共65块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),补充溶剂(0.410 76kmol/h)和新鲜进料合并从萃取塔第30块理论板加入(从上往下数),回流比为10,塔顶产物42.84kmol/h;溶剂回收塔共有70块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),进料位置为第30块,回流比为15,塔顶产物与进料流量比设为0.11。模拟计算结果收敛,结果萃取精馏塔顶产物中丙酮纯度为99.95%,溶剂回收塔顶氯仿含量达到97.87%。     

不同均压方式对PSA和VSA空分制氧过程的影响

对存在于变压吸附（PSA）和真空变压吸附（VSA）空分制氧过程中的均压步骤进行研究,应用ASPENADSIM软件,模拟并比较4种不同均压方式（塔顶向塔顶均压（T-T）,塔底向塔底均压（B-B）,塔顶和塔底双向均压（TB）,塔顶向塔底均压（T-B））对过程的影响,分析均压步骤的物流浓度、流量以及均压结束时床层轴向浓度分布。结果表明:采用T-B均压方式的PSA和VSA过程得到的产品O₂纯度和收率最高。在均压步骤,均降床层塔顶出气有利于死空间中O₂的回收,且减少床层吸附相中N₂的脱附带出,从而得到较高的产品O₂收率;均升床层塔底进气可使床层N₂的质量摩尔浓度前沿陡峭,塔顶洁净,因此得到较高的产品O₂纯度。     

制备碳酸二甲酯的新型反应蒸馏设备

开发了以填料蒸馏塔与多釜汽液相串联反应器组合的新型反应蒸馏设备，在此设备中研究了以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯的反应，实现了碳酸丙烯酯的高转化率与高收率；考察了反应物进行料量、进料酯比、回流比、蒸馏塔底加热量（或温度）、停留时间等工艺操作条件对塔顶、塔底组成分布的影响。     

二元系复杂精馏塔最小回流比的确定

本文推导出二元系复杂塔最小回流比的计算式。对于一股进料、多侧线产品的精馏塔,证明了当侧线产品均为饱和液体采出,且进料的热状况满足XSM≤相似文献   

丙酮-甲醇混合物萃取精馏分离过程合成与模拟

当混合物组分之间的挥发性相近并且形成非理想溶液,组分间的相对挥发度可能小于1.1,采用常规精馏分离就可能不经济,若组分间形成恒沸物,仅采用常规精馏达不能实现相应组分的锐分离,这种情况可考虑采用强化精馏来实现相应组分之间的分离。用水作为溶剂对流量为40mol/s的丙酮-甲醇(摩尔比为3∶1)混合物流股进行萃取精馏过程合成设计与模拟计算。分离流程采用两塔结构,即萃取精馏塔和溶剂回收塔,前者塔顶馏出产物为丙酮,塔底产物为甲醇、水和微量丙酮的混合物;后者塔顶馏出产物为甲醇,塔底为溶剂水,此塔底产物作为回流与补充溶剂合并返回萃取精馏塔。经过试探法合成,萃取精馏塔采用30块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),溶剂进料板为第7块(从上往下数),丙酮-甲醇混合物流股进料板为第13块,回流比为4,塔顶产物31.226mol/s,丙酮纯度95.5%,塔底产物69mol/s;溶剂回收塔为简单精馏塔,采用16块理论板(包括塔顶全凝器和塔底再沸器),进料位置为第12块,回流比为3,塔顶产物流量为10 mol/s,甲醇含量99.8%,塔底产物流量59mol/s,水含量达到99.9%,补充溶剂约为1 mol/s,实际补充量可根据操作情况适当变化。     

乙醇-水分批萃取精馏中溶剂的回收过程

为了解乙醇-水共沸混合物分批萃取精馏中溶剂回收操作的特有的现象和规律,以乙二醇为溶剂,进行了溶剂回收的实验研究．结果表明：水-乙二醇过渡馏分段持续时间很短,并且在该时间段内,出现塔顶温度急剧跃升的现象;在回流比为1～2的情况下,溶剂回收操作的收率为94．96％～99．33％．     

乙醇─水间歇萃取精馏中溶剂流率的选择及溶剂回收的研究

研究了以乙二醇为溶剂间歇萃取精馏乙醇—水共沸混合物的溶剂流率选择及回收过程.实验得出,乙醇—水体系的相对挥发度随溶剂比的增加而显著增大,水—乙二醇过渡馏分段持续时间很短,在该段时间会出现塔顶温度急剧跃升的现象;当回流比为2:1时,溶剂回收的收率可达到99.33%.     

煤制乙二醇副产物杂醇油回收工艺的模拟研究

利用Aspen Plus流程模拟软件对煤制乙二醇副产物杂醇油回收工艺进行模拟研究,选用非随机双液体（NRTL）热力学方法对煤制乙二醇副产物杂醇油回收工艺进行了模拟计算,应用灵敏度分析工具分别对甲醇回收塔（T-101）、萃取精馏塔（T-102）、乙二醇回收塔（T-103）的理论板数、进料位置、回流比等参数进行了优化,优化后的参数为：甲醇回收塔塔板数50,回流比3.6,进料位置第20块塔板;萃取精馏塔的塔板数25,回流比2.3,进料位置第14块塔板;乙二醇回收塔的塔板数9,回流比0.24,进料位置第7块塔板。经济效益分析表明,年处理2.4万t杂醇油可为企业带来每年约894.87万元的收益,显著提高企业的市场竞争力。     

复吹转炉底吹喷粉的物理模拟

建立了底吹喷吹石灰石粉的冷态模型:用水模拟钢水,用浸盐的空心Al2O3模拟石灰石粉,用真空泵油模拟炉渣,研究了复吹转炉底吹喷粉的重要参数粉剂分布和粉剂穿透比.考察了不同底吹布置条件下的粉剂分布,利用图像处理法确定了最佳的底吹布置方式.在最佳底吹布置方式条件下,考察了不同固气比和粉剂粒度对粉剂穿透比的影响;结果表明穿透比随固气比和粉剂粒度的增加而增加,确定了实验条件下最佳固气比为30~40,粉剂粒度为0212~0380mm.     

湿度影响下的重载交通沥青路面动力响应

考虑地下水和雨水入渗的影响,运用ABAQUS软件建立重载交通沥青路面动力分析模型,分析地下水上升和降雨入渗引发路基湿度变化后的路基动态回弹模量分布规律,以及三轴双轮移动重载作用下沥青路面的动力响应.分析结果表明,地下水距路基顶面越近,对路基模量的分布影响也越显著,降雨入渗与动载共同作用处的路基模量折减更明显;地下水位距路基顶面高度从6 m减至2 m时,面层层底拉应变由70×10~(-6)增至173×10~(-6);降雨强度增大对外侧车道处的面层层底拉应变影响巨大,对中间车道的影响较小;降雨天数增加,两侧车道的面层层底拉应变反而减小,而中间车道的趋势相反,拉应变随着降雨天数增加而增大.     

水平荷载下底部框架的内力计算方法

为研究水平荷载下底部框架砖房的底部框架力学性能,对400个考虑上部砌体影响的底部框架进行有限元分析,考察了底部框架梁柱线刚度比和托梁高跨比对水平荷载下,底部框架托梁梁端弯矩与框架柱顶端弯矩比值、托梁梁端轴力与框架柱剪力比值、托梁梁端剪力与框架柱轴力比值;底部框架柱的反弯点和剪力分配的影响规律,以及托梁的内力分布.结果表明:与纯框架相比,考虑上部砌体影响时的框架托梁梁端弯矩和剪力均较小,梁端轴力较大.基于底部剪力法,给出了考虑上部砌体影响的水平荷载下该类建筑的底部框架内力计算方法.     

DMF与CHCl3混合液精馏分离工艺的研究

采用模拟的二甲基甲酰胺（DMF）与三氯甲烷（CHCl3）混合液（DMF质量分数为47％）,通过精馏塔进行分离。当进料量为2L·h^-1时,得出最佳的操作条件如下：进料状态为泡点进料,加料位置为第七块塔板进料,回流比为4。最终结果为：理论塔板数为4．5块,塔板效率为37．5％,塔顶产品DMF质量分数低于0．01％,塔底产品DMF质量分数达到96．03％。该新方法与传统的直接精馏法相比既能减少精馏能耗,又能回收利用DMF,还可使萃取剂CHCl3重复使用,对环境友好不造成污染。     

双酚A脱水精馏过程的模拟与优化

基于Aspen Plus仿真,研究了一个双酚A脱水精馏塔装置的优化操作问题。采用RadFrac模块进行全流程模拟,选择UNIQUAC热力学模型,对以苯酚和丙酮为原料生产双酚A的脱水精馏过程进行模拟计算。分析了进料位置和回流比对分离纯度和年总操作费用的影响,在进料位置和回流比同时变化的情况下,利用Matlab寻优,得到了脱水精馏塔的最佳进料位置及回流比。仿真结果显示,优化后的塔顶水质量分数比优化前有了明显提高,年总操作费用大大降低。该优化结果对工业流程设计和生产操作具有指导意义。     

喷吹煤气后高炉热平衡

针对高炉富氧喷吹煤气的新工艺，进行了热平衡和物料平衡计算。通过分析研究得到：当富氧率为10％，喷吹600m^3tFe时，与唐钢1#高炉相比，新工艺的焦比可降低约40％左右。同时炉内还原气氛强、冶炼强度高、能耗少、炉顶煤气热值高，风口理论燃烧温度可进行灵活的调节，高炉上下部热量可达到均衡的分配等特点，彻底消除了喷吹煤粉给高炉冶炼带来的负面影响。高炉富氧喷吹煤气具有十分诱人的开发应用前景。