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。     

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。     

基于Matlab的精馏稳态模拟

以Matlab为平台,开发面向多组分复杂精馏塔和吸收塔系统的精馏稳态模拟计算软件包XD-SOD.软件包包含了泡点法、露点法、流率加和法和新松弛法等多种稳态精馏模拟计算算法.对4种不同的分离物系,采用不同的模拟算法进行仿真验证.仿真结果表明,软件包能够有效地应用于精馏、吸收等分离过程和复杂的催化裂化分馏塔系统的稳态模拟,并具有数值稳定性好,收敛快,适用面广,易于改进等特点.     

苯—甲苯—二甲苯物系热偶精馏分离过程的模拟与优化

本设计是用Hysys模拟软件对TCS苯—甲苯—二甲苯物系的热偶精馏分离过程和普通塔序列分离过程分别进行稳态模拟,得出最优设计方案,并对两种优化后的分离过程进行比较。比较结果表明,在产品回收率接近的情况下,TCS热偶精馏有效地节省了操作费用约44%。     

萃取精馏分离甲苯-乙醇共沸体系的模拟与优化

借助ASPEN PLUS化工模拟软件,基于NRTL-RK模型,用UNIFAC基团贡献法对剩余相互作用参数估算,使用RadFrae模块进行萃取精馏模拟,并利用灵敏度分析模块对各工艺参数进行分析与优化.     

丙酸丙酯与乙酸乙酯的精馏分离过程模拟与优化

乙酸乙酯(ethyl acetate)是一种优异的高档绿色溶剂。该文模拟优化了从乙酸乙酯、丙酸丙酯混合物中精馏提纯乙酸乙酯的过程,考察了混合物的进料位置、进料温度、乙酸乙酯回收塔塔板数、回流比对乙酸乙酯回收效果的影响,得到如下结论:混合物在5th塔板进料,混合物进料温度为40℃,乙酸乙酯回收塔的塔板数为8块;乙酸乙酯回收塔的回流比为2.5时,乙酸乙酯精馏提纯效果最好。另外,模拟得到了乙酸乙酯回收塔的温度分布与浓度分布。     

糠醛精馏过程模拟与优化

从纤维素和半纤维素中提取的产品中,糠醛是一种有潜力的生物化工平台化学品.目前的糠醛精馏工艺需要消耗大量的能量,对糠醛精馏过程进行设计与模拟,能有效降低能耗,使得生物精炼工艺与石油精炼工艺相比具有经济优势.基于Aspen Plus平台建立的精馏模型对糠醛-水的分离过程进行设计与模拟,深入分析了进料位置、回流比、精馏塔塔板...     

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。     

甲基萘烷基化产物的Aspen精馏分离模拟

以甲基萘（MN）和甲醇（ME）为原料,采用HZSM-5烷基化催化剂制取2,6-二甲基萘（2,6-DMN）。由于产物中含有2,6-DMN的异构体以及未反应的MN,需对反应产物进行有效分离。利用Aspen Plus化工模拟软件的DSTWU精馏模块对产物进行模拟运算。结果表明：采用NRTL物性方法的模拟计算结果能够满足工艺要求,甲基萘回收率可达99.9%,溶剂回收率可达100%。此外,利用Sensitivity模块优化了模拟过程,确定了最佳进料位置,并用Radfrac精馏模块进行了核算。     

乙烯精馏塔的动态模拟

以工业装置为背景,建立了乙烯精馏塔的动态模型。用FORTRAN语言编程,在CDC机上进行模拟。研完了该塔的几个主要变量(进料流量、进料组成、侧线产品流量、再沸器热量)存在阶跃干扰下,该塔的动态特性,获得了与定性概念相一致的模拟结果。     

环己醇精馏塔塔底料液减压蒸馏加精馏分离工艺优化

采用减压蒸馏加精馏工艺从环己醇精馏塔塔底料液中回收环己醇.设计了单因素试验、正交试验,通过直观分析法和Analyst模块对试验结果进行分析计算,确定了最佳工艺条件;利用方差分析,讨论了各因素与试验值之间的关系以及对试验值的影响程度.结果表明,负压强为26.3 k Pa、蒸馏温度为150℃、采出时间为55 min时,产物中环己醇的纯度和回收率最大,分别为96%和92%;在负压强为16.3~26.3 k Pa、蒸馏温度140~150℃、采出时间45~55 min的范围内,纯度和回收率波动很小,表明该分离工艺具有很好的操作稳定性.     

优化控制毛细管电泳分离过程的算法设计及仿真

针对毛细管电泳分离过程的复杂数学模型，利用用溶质系统与分离直接有关的混合熵概念，并把它的变化作为优化目标函数，设计了简便易于计算的优化控制算法，得到了相应的控制轨线及状态轨迹，最后给出了两组对比仿真实验结果。     

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%。     

内部热集成精馏塔分离混合碳五的模拟研究

运用化工模拟软件ASPEN PLUS,研究了内部热集成精馏塔(HIDiC)对复杂的石油裂解生产乙烯副产的碳五馏分的分离效果。在相同的操作条件下,HIDiC与常规精馏塔(CDiC)出料组成基本一致,证明了HIDiC对碳五体系分离的可行性。考察了压缩比、传热方式对HIDiC能耗的影响,对塔的结构进行了优化。优化后的HIDiC较CDiC节能86.7%,年均总费用降低7.4%。     

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。     

精馏分离序列综合邻域结构的研究

为了有效解决精馏分离序列优化综合问题,研究邻域(超级)结构是成功实现寻优算法的前提。由于精馏分离序列与二叉树之间具有同构性,在数据结构上精馏分离序列可以抽象为二叉树,进而采用图论方法对其进行研究。本文运用组合数学理论深入研究了精馏分离序列综合问题．简明分析了有序剖分问题的计算复杂性;通过二叉树相邻切分点变换机制,实现了对精馏分离序列的随机搜索;提炼出后序遍历相邻变换的等价规则,从而构造出高效演化邻域结构。     

酒精回收塔的计算机模拟及应用

在计算机上运用McGraw-Hill公司的化工过程模拟软件，对酒精回收塔的精馏过程进行了模拟计算。模拟结果有利于提高酒精质量和产品回收率。采用新型高效规整填料，大大地提高了生产能力和分离效率。据此技术设计，具有极大的优越性，工业应用非常成功。     

苯/甲苯/邻二甲苯精馏系统的稳态模拟与动态控制

利用Aspen plus对苯/甲苯/邻二甲苯体系的直接分离序列和间接分离序列两种方案进行模拟分析,确定了最佳工艺条件;然后,对两种方案的能耗和固定成本进行比较,结果表明前者较后者固定成本节约7.62%,能耗成本节约9%,年度总成本节约8.87%;最后分别用斜率判据、温度增益判据和恒温板判据三种方法确定精馏塔的灵敏度板位置并建立了精馏系统的控制结构,通过动态模拟得出系统面临进料流量和进料组成扰动时,控制不同灵敏度板的流量、再沸器热负荷、塔板温度和产品纯度的过渡分析曲线,从而得出最佳温度控制板位置。