含乙醚的化工过程安全设计-以无水无氧条件下α-AlH_(3)的制备为例

含能材料氢化铝(α-AlH_(3))的制备常采用湿法工艺,即以AlCl_(3)和LiAlH_(4)为原料,乙醚为溶剂,无水无氧条件下先得到中间产物AlH_(3)•n(Et2O),后在甲苯和环己烷混合液中于80℃脱醚、结晶得到产品。针对该工艺出现安全问题可能性较大的情况,基于本质安全的设计原则,提出了含乙醚过程安全设计的策略,包括工艺的选择和连续化、乙醚的过氧化物含量检测、乙醚在工艺中的存储和输送、乙醚泄漏量的估算及可燃气体报警器布点的方法、静电防护、职业卫生和应急处置预案等,为含乙醚的化工过程的安全设计提供了有益的参考。

苯乙烯生产工艺的节能优化和经济分析

在中石化自主研发的苯乙烯生产工艺中,乙苯脱氢反应需要加入大量过热蒸汽作为脱氢介质,水蒸气和乙苯流量的比值是影响脱氢反应的一个重要因素。随着低水比催化剂工业应用取得进展,可以减少进入反应器的蒸汽量,而降低水比的关键就在于减少乙苯/苯乙烯塔顶冷凝器共沸蒸出的乙苯和蒸汽的量。控制恒沸蒸发量后,会导致乙苯/苯乙烯塔塔顶物料携带的热量不能完全回收。为合理利用这部分热量,对原工艺流程进行优化、热量进行耦合。此次节能优化主要涉及9台换热器,其中2台为新增。优化过程中还降低了预分塔塔压,提高了尾气压缩机出口温度。经过优化,可减少综合能耗11.364 kg标油(以1 t苯乙烯计),静态投资回收期约为2个月。

基于梯度提升决策树的三组元精馏流程结构最优化

针对三组元精馏流程结构最优选择问题,提出一种基于梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)的机器学习方法,利用7种精馏流程结构分离9种三组元混合物的经济评价结果数据用于模型训练。分别应用传统决策树和GBDT模型对多个实际案例进行验证,结果显示无论是对已知物系还是未知物系,提出的GBDT模型相较传统决策树模型具有更高的预测准确率。

基于马尔可夫链的蒸汽动力系统两阶段随机规划

现有的解决蒸汽动力系统蒸汽需求不确定性的优化方法有随机规划和鲁棒优化,但二者不能同时兼顾稳定性和经济性。本文提出一种基于马尔可夫链的两阶段随机规划去解决这个问题。第一阶段基于空间距离表达划分不确定变量,通过聚类算法划分成不同工况。第二阶段基于状态切换概率构建马尔可夫链,通过场景生成和削减的方法预测蒸汽的需求值。以某煤制气企业蒸汽动力系统为实例建立相应的优化模型,将预测的蒸汽值带入优化模型求解,得出的最优操作方案与随机规划和鲁棒优化法进行对比和分析。结果表明,本优化方法综合了随机规划经济性高和鲁棒优化稳定性高的优点,稳定性和经济性都介于随机规划和鲁棒优化的中间,为解决蒸汽动力系统的不确定优化问题提供了新思路。

异氰酸酯的清洁生产工艺进展

本文综述了苯基异氰酸酯清洁生产工艺的现状及主要研究方向,重点介绍了苯氨基甲酸甲酯热分解法合成苯基氰酸酯的工艺,包括苯氨基甲酸甲酯的合成和热分解两部分。通过对硝基苯还原羰化法、苯胺氧化羰化法、脲醇解法和碳酸酯法合成苯氨基甲酸甲酯的工艺进行分析比较后得出,以苯胺和碳酸二甲酯为原料的碳酸酯法是合成苯氨基甲酸甲酯的重要研究方向。

基于并行EGO和代理模型辅助的多参数优化方法研究

化工流程模拟优化问题常常具有高维、非线性的特点,使得仿真计算难以收敛。过长的求解时间是调度优化和运行优化的主要瓶颈之一。采用代理模型对机理模型进行替代是降低计算复杂度、保证结果准确性的有效途径。Kriging代理模型具有较强的非线性近似性,但处理高维问题依然较为困难。因此,本文研究并行EGO(efficient global optimization)算法与代理模型集成,并将模型应用于化工过程。并行EGO算法以Kriging代理模型的预测函数和误差函数为基础,先推导出样本分布概率密度函数与累积分布函数相结合的解析表达式;然后通过PEI(pseudo expected improvement)准则得到新的样本点以更新代理模型;最后结合改进的差分进化算法对优化参数进行全局搜索。在保证结果准确性的前提下,将本文算法与其他优化算法进行比较。8个多峰测试函数的测试结果表明,该算法的收敛速度提高了85%。然后将其应用于双级氨吸收制冷过程的模拟,结果表明该方法的模拟误差小于0.01%,优化时间从9846 s缩短至3705 s。

集中控制中控室在化工企业的应用

化工行业是中国产业发展的重要行业之一,经过多年的发展,已经取得了明显进步。文章以云南江磷集团股份有限公司为例,通过建立集中控制的中控室,进一步提高化工企业生产管控一体化水平,改善操作人员的工作环境,实现计算机信息设施的共用和高效运行,节约场地、能耗和资源。

环己烷-环己醇/酮蒸馏系统的节能研究

以环己烷单效蒸馏系统的实际操作为依据,应用Aspen Plus软件对环己烷单效蒸馏系统进行模拟和节能改造,并对改造后出现的操作问题进行了分析和讨论,确定出常-减压双效精馏改造方案。模拟优化结果为:前塔进料板位置为第10块板,回流比为0.52;后塔进料板位置为第6块板,在处理量相同情况下,常-减压蒸馏比单效蒸馏节约蒸汽量6.01 t/h,节能35%。

浓海水提钾蒸发过程的工艺设计及优化

结合氯化钾结晶工序对蒸发工序氯化钾溶液出料温度的要求及多效蒸发最佳效数的确定原则,建立了以NaCl-KCl为溶质的浓海水提钾蒸发过程的四效错流蒸发模型。根据NaCl-KCl-H_2O的水盐体系相图溶解度呈线性变化的特点,拟合出不同浓度范围的NaCl-KCl溶液的溶解度方程;通过实验测得常压下不同浓度NaCl-KCl溶液的沸点数据,并拟合出沸点随浓度变化的经验公式。对6种带有固相析出的四效错流蒸发过程进行模拟计算,并对计算结果进行经济性评价,得出最优蒸发工艺方案为Ⅳ-Ⅲ-Ⅰ-Ⅱ;在此最优工艺方案基础上得出本设计条件下的加热蒸汽压力在260～270 kPa为最佳。

维生素低温蒸发结晶单元的自回热设计及分析

针对传统维生素生产过程中的蒸发结晶单元耗能高、排放量大的特点,提出了一种基于自回热原理(self-heat recuperation technology,SHRT)的改进设计。利用能量分析和?分析的方法对系统进行分析。并研究了最小传热温差的特性,以及压缩机的绝热效率和闪蒸进口过热度对系统能耗的影响。结果表明,利用自回热思想改进的蒸发结晶单元比传统过程所需的输入能减少了73.0%,输入?减少了68.3%。在文中的条件下,潜热比显热有更大的利用空间,利用的潜热占总循环热量的93.5%。同时,最小传热温差的增大虽然会使需要的换热器的面积减小,但也会导致更大的能量输入。系统的能耗随着过热度的增大而增大,随着绝热效率的增大而减小。

二芳胺类化合物的合成及其在光电功能材料中的应用

二芳胺作为一种重要的化工原料有着十分广泛的用途。早期二芳胺主要用作染料、医药的合成中间体以及橡胶和高弹体的抗氧剂等;近年来二芳胺作为合成有机光导鼓和有机电致发光材料的重要中间体越来越受到人们的重视。本文综述了该化合物的四种合成方法,对其在制备三芳胺类空穴传输材料方面的应用进行了总结。

株洲市白马精炼厂冶炼烟气脱硫工程设计

根据株洲市白马精炼厂新址的生产设计要求与厂方提供的相关资料,本着高效、经济、实用的原则,设计了一套年产粗铅5 000 t冶炼烟气脱硫工艺,采用二级除尘和电厂冲灰水作为脱硫剂。经株洲市环保监测站验收,各项控制指标均能达到国家标准。经成本核算,该工程具有明显的经济效益、环保效益和社会效益。

基于决策树的三组元精馏序列结构最优合成规则识别

针对三组元精馏系统结构的优化合成,提出一种数据驱动的基于信息熵最小化的分类回归决策树(CART)模型。三组元精馏优化数据采用文献中严格模拟优化的结果,数据包含4种三组元混合物、34种进料组成以及7个候选精馏序列结构的最优化设计结果,生成数据集用来训练CART决策树。由决策树训练结果给出了三组元精馏结构最优设计决策规则,模型测试结果显示本文提出的决策树模型对数据集范围内三组元物系精馏结构决策的准确率为88.2%,同时表明了影响三组元最优精馏序列的主要影响因素及其重要性。

基于在线Kriging模型的隔板塔优化方法

隔板塔是一种新型的精馏节能技术,但其优化设计属于混合整数非线性规划问题,优化求解困难。本文提出在线Kriging代理模型优化方法,将其应用于隔板塔年度总费用优化。与传统离线代理模型相比,本文方法采用少量的隔板塔严格模拟数据点,即可得到优化问题的最优解。计算表明,较传统离线代理模型,本文提出的在线代理模型显示了更高的准确性和有效性,可以克服传统离线代理模型优化耗时、计算量大的缺点。

带控制点化工工艺流程图CAD系统的开发

介绍带控制点的化工工艺流程图ＣＡＤ系统的开发及其实现过程；阐述该系统的技术特点、设计方案、使用方法、应用效果及重要意义；并给出该软件系统的部分界面。

密闭状态下的气力分选系统

为解决需要在密闭状态下物料的分选问题,根据气固两相流理论,参考密闭氮气循环再利用系统,结合成熟的水泥行业空气选粉系统,给出全封闭状态下的氮气或其它惰性气体的物料分选的计算公式,解决了氮体循环再利用等技术问题,形成一个系统的、可行的应用体系。

基于自回热理论的稻谷流化床干燥系统设计及研究

为了解决传统稻谷流化床干燥系统能耗过大的问题,应用自回热理论设计了一套新的稻谷流化床干燥系统,对传统系统及新系统进行了能耗分析对比,并对影响其热力性能的关键参量进行了分析。结果表明:由于应用了自回热理论,回收了流化床出口处低温湿空气的潜热,并将其作为加热干燥介质的热源,相比于传统干燥系统,自回热稻谷流化床干燥系统更有显著的节能优势。自回热系统的净能耗比传统系统降低了53.39%。传统干燥系统温度为110℃,自回热干燥系统仅为86.7℃,使稻谷这种热敏性的物料有更好的品质。另外,对自回热干燥系统中压缩机压比和绝热效率进行研究表明:压比越大,自回热干燥系统的净能耗越大;绝热效率越高,自回热系统的节能性更好。

燃料乙醇生产过程节能技术

燃料乙醇作为一种成熟的汽油替代能源,其生产过程节能技术受到广泛关注。通常燃料乙醇生产的能耗费用约占产品总成本的45%-60%,其中主要以蒸汽、水耗和电耗为主。以降低单位乙醇产品能耗为指标,详细分析了淀粉质原料生产燃料乙醇过程中各工段的能耗分布,综合对比了不同工艺技术、不同节能技术产生的能量消耗,以期降低企业的运行成本,为我国燃料乙醇行业市场竞争力的提升提供借鉴。

气相分解硫化氢制氢的实验探索

采用波长为253.7nm的紫外光为光源,以Na2S溶液为反应液,进行了紫外光气相法分解硫化氢(H2S)制氢反应。考察了H2S通入流量、连续分解硫化氢、不同浓度的H2S、光催化分解H2S及气相分解与液相分解H2S的对比对产氢量的影响。研究结果表明,连续向反应液中通入H2S可以提高产氢量;气相直接分解H2S时,H2S分解的速度和其浓度成正比;气相分解H2S的反应在H2S浓度很高时比液相反应的效率高,在低浓度时,反应效率低于液相反应。

某油田实现天然气“准零放空”的方法研究

某油田群天然气放空量处于较大的状态,为了达到保证油田群生产流程稳定运行的工况下减少天然气放空量、提高天然气利用率、降低成本、增加收益的目的,从思路上创新,从流程运行模式上进行突破,深入研究减少天然气放空量的方法和措施,通过科学研究和实践论证,有效的实现了天然气"准零放空",达到了减少碳排放量的目的,实现降本增效的目标。