填料塔传质模型的研究——二维混合池随机模型

本文推导和提出了一个新的数学模型——二维混合池随机模型.它能用来模拟填料塔的液体流动和传质特性,以及计算塔中液、气两相浓度分布.该模型的主要特点是:(1)它通过调整混合池间轴向和径向的流动和混合,能很好地模拟填料塔复杂的液体流动状态;(2)模拟计算考虑了液体流动分布的随机性质.研究结果表明,填料塔塔径增大或填料层增高而产生的传质效率下降的原因主要是液体的非均匀流动、轴向混合的加剧和不完全的径向混合.     

精馏过程的动态模拟

在各类典型精馏过程稳态模型的基础上,建立了6类典型非稳态精馏模型,并对动态精馏过程的开环响应进行了模拟计算.计算结果表明,实际精馏塔内存在的非平衡效应和惯性效应对非稳态精馏的动态响应过程有很大影响,其中惯性效应的影响更为突出.本文建立的三维非平衡混合池动态精馏模型充分地考虑了精馏过程中的非平衡效应和惯性效应,因此相信能够更适合于模拟实际的动态精馏过程.     

新垂直筛板塔的板效率——传质池与混合池双池模型

本文对新垂直筛板塔的板效率,提出了传质池与混合池双池模型,推导出气相Murphree板效率数学模型。用实验测定的液体提升量、点效率及板效率数据检验了双池数学模型,计算值与实测值平均偏差4.63％,最大偏差12％。并用数学模型的计算结果绘制了λ、β、N及E_(OG)等因素对板效率影响的关系图。     

喷射工况下的二维传质模型

提出了一个计算喷射工况下塔板效率的二维传质 -混合单元模型 ,可以模拟单元液体提升量、单元间液体交换分率、液体循环分率等模型参数的变化对塔板效率的影响 ,为喷射型塔板的开发与设计提供了一定的理论依据 .     

一个用于精馏塔模拟的新模型

A new computational mass transfer model is proposed for simulating the distillation process by solving the fluctuating mass flux for the closure of turbulent mass transfer equation in order to obtain the concentration profile and the separation efficiency of distillation column. The feather of the proposed model is to abandon the conventional way of introducing the turbulent mass transfer diffusivity (dispersion coefficient) to the turbulent mass transfer equation. To verify the validity of the proposed model, a commercial scale packed column and a sieve tray column were simulated and compared with published experimental data. The simulated results were satisfactorily confirmed in both concentration distribution and separation efficiency.     

乙烯裂解炉管内流动反应历程的数值模拟(Ⅰ)二维流动反应数学模型的建立

引　言乙烯生产装置的核心部分是管式裂解炉 ,在小口径反应管内进行着湍流流体流动、传质、传热及裂解反应等过程 ,它们高度耦合在一起 ,其内部有许多十分重要的化学工程参数均不易测得 ,这就使得对管式裂解炉运行机制与规律的了解和认识及其性能的优化变得十分困难 .但是 ,乙烯工业的发展所带来的经济效益又迫使人们要了解和掌握这一复杂过程 ,优质高效地设计、操作和优化乙烯管式裂解炉 .近 10多年来 ,利用流动反应数学模型较准确地描述和模拟上述复杂过程 ,证明是管式裂解炉设计改进与优化操作行之有效的途径[1] .乙烯裂解炉反应管的工艺…     

乙烯裂解炉管内流动反应历程的数值模拟(Ⅰ)二维流动反应数学模型的建立

引　言乙烯生产装置的核心部分是管式裂解炉 ,在小口径反应管内进行着湍流流体流动、传质、传热及裂解反应等过程 ,它们高度耦合在一起 ,其内部有许多十分重要的化学工程参数均不易测得 ,这就使得对管式裂解炉运行机制与规律的了解和认识及其性能的优化变得十分困难 .但是 ,乙烯工业的发展所带来的经济效益又迫使人们要了解和掌握这一复杂过程 ,优质高效地设计、操作和优化乙烯管式裂解炉 .近 10多年来 ,利用流动反应数学模型较准确地描述和模拟上述复杂过程 ,证明是管式裂解炉设计改进与优化操作行之有效的途径[1] .乙烯裂解炉反应管的工艺…     

反应精馏相关技术研究进展(Ⅰ)--过程模拟技术

反应精馏是一种特殊的精馏形式 ,它将化学反应和分离过程耦合在一个设备中同时进行 ,具有传统工艺无法比拟的优势 ,已成为化工自动化领域的研究热点。本文以此为背景综述了反应精馏研究应用中的关键技术———过程模拟技术的研究进展。     

二氯乙烷裂解管式反应器二维模拟

建立了二氯乙烷在管式反应器中进行气相热裂解的二维模型 ,模型考虑了二氯乙烷热解生成氯乙烯的主反应和生成焦前体的副反应以及气体密度变化对裂解反应的影响 .模拟计算表明 ,二氯乙烷和氯乙烯的浓度沿径向分布平坦 ;但是管内近壁面处由于存在边界层 ,始终存在着明显的径向温差 ;近管壁处始终是裂解的高速率区 ,副反应也主要发生在管壁区 .表明确定最优的炉管管径时必须考虑提高裂解速率与降低结焦速率之间的平衡 .在距进口量纲 1管程 0 .3左右的管壁处裂解速率达到最高 ;副反应速率的最大点位于出口管壁处 .与工业数据比较后发现 ,炉管出口的转化率、选择性、出口压力和温度等数据与模型预测值一致 ,表明模型具有较高的可信度     

考虑不同产品选择性目标的乙醇胺反应精馏塔模拟与优化

提出以环氧乙烷和液氨为原料,水为催化剂,反应精馏塔合成乙醇胺的工艺。分别以一乙醇胺（MEA）和二乙醇胺（DEA）的选择性最大为目标,探讨了在同一反应精馏塔中实现不同产物选择性目标的可行性和可达到的最大选择性。研究在Aspen Plus模拟软件上进行,通过考察操作压力、水进料量、进料氨烷比、再沸比、环氧乙烷进料位置等参数对反应精馏的影响规律,取得实现不同产物选择性目标的参数优化调节方法。研究表明,大的氨烷比、水进料量和再沸比有利于提高MEA选择性,小的氨烷比、水进料量和再沸比则有利于提高DEA选择性,在优化条件下,MEA选择性可达70.30%,DEA选择性可达41.89%。与文献方法比较,采用反应精馏合成乙醇胺具有明显的优越性和操作柔性。     

反应精馏技术的研究现状及应用

对反应精馏技术的研究现状及其应用进行了综述,介绍了反应精馏塔及催化剂,对催化剂床中传质及流体力学特征,数学模型和反应精馏塔设计方程进行了总结;同时介绍了反应精馏技术的应用现状及其可能的应用领域。     

Steady-State Reactive Distillation Simulation Using the Naphtali-Sandholm Method

The steady-state simulation of reactive distillation columns using the conventional Naphtali-Sandholm (NS) method is studied. Results for methyl acetate and MTBE columns show that the method effectively solves the highly non-linear MEH equations. In the MTBE system, three distinct steady states are obtained as the Newton step factor is decreased from high to low values. The versatility of the method in handling different column specifications and its application for preliminary control studies is also demonstrated. A novel feature of the work is the inclusion of reaction conversion as a possible column specification. The specification of reaction conversion and product purity provides a direct means for obtaining operating conditions for high purity and high conversion column operation.     

反应精馏技术的研究现状及其应用

本文对反应精馏技术的研究现状及其应用进行了综述。介绍了反应精馏塔及催化剂,对催化剂床中传质及流体力学特性、数学模型和反应精馏塔设计方程进行了总结;同时介绍了反庆精馏技术的应用现状及其可能的应用领域。     

反应精馏技术的关键问题分析

反应精馏是为增强反应与精馏效果而将两种单元操作进行耦合的多功能新技术。因既有化学反应又有精馏过程,反应精馏过程需考虑气液相平衡、气液质量传递、催化剂内扩散(非均相反应精馏)以及动力学等因素的相互作用,导致该过程存在定态多重性、动力学复杂性。文章系统地综述了近年来国内外科研工作者对反应精馏实验和理论的研究进展,分析了反应精馏技术工业应用中存在的关键问题,并对未来的发展方向进行了展望。     

反应精馏法合成醋酸丁酯的模拟研究

文章采用Aspen Plus对反应精馏法生产醋酸丁酯过程进行稳态模拟。对塔板数、进料位置及进料比进行了优化,得到了精馏塔理论板上的温度、汽(液)相流量组成分布和再沸器热负荷。结果表明进料位置和进料比对年总成本TAC影响很大。该计算对反应精馏法合成醋酸丁酯工艺的设计和操作具有实际意义。     

应用ChemCAD软件模拟反应精馏过程

应用ChemCAD软件中的SCDS精馏模型，对乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯的反应精馏过程进行了模拟，对过程参数对反应的影响进行了计算，选择了合适的反应条件。     

酯化反应蒸馏过程的模型化及模拟研究

In this paper,a generalized model of the reactive distillation processes was developed via rate-based approach. The homotopy-continuation method was employed to solve the complicated nonlinear model equations efficiently. The simulation on the reactive distillation processes was carried out with the profiles of stage temperature,composition and flow rate for both vapor and liquid phases obtained. Based on careful analysis of the simulation results, the pitfalls in experimental design were detected. Finally, a software package for the simulation of reactive distillation processes was developed.     

丁烯异构反应精馏动态模型和开车过程模拟

建立了以严格的相平衡计算为基础的2-丁烯反应精馏制1-丁烯的过程动态模型,其中各组分的逸度和活度用RKS方法和Scatchard-Hildebrand方程计算.在模拟计算时用差分方法求解塔板的能量衡算方程,用可变阶数Numerical Differentiation Formulas(NDFs)方法求解全塔的组分物料衡算方程.比较了开车时不同的阀门线性调节时间对过程变量的影响.结果表明,所建立的模型能很好地反映反应精馏过程的动态特性,开车时可先进行全回流操作,之后直接将进出料阀门瞬间开至设定值.     

2,3-丁二醇分离纯化中反应精馏的实验和模拟

对反应萃取-水解精馏法分离发酵液中2,3-丁二醇工艺中的水解精馏进行了实验和模拟研究。实验验证了4,5-二甲基-2-丙基-1,3-二氧戊环(DPD)水解精馏得到2,3-丁二醇的可行性。采用Aspen Plus建立反应精馏模型,以UNIFAC为热力学方程,RadFrac为反应精馏模块,对常压下DPD的水解精馏进行模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。以2,3-丁二醇的收率为主要优化目标,考察最佳塔板数、进料位置、进料比、回流比和塔顶馏出比。模拟结果表明,在最佳操作条件下,塔釜2,3-丁二醇的收率为0.981,摩尔分率为0.150。