苯氯化侧反应精馏过程的模拟优化与系统实现方法

针对侧反应精馏集成过程反应能力与分离能力最佳匹配条件设计问题,提出基于独立反应量的非线性解耦优化设计方法.研究以综合生产成本最小且反应能力最大为优化目标的多约束混合整型非线性规划问题,并给出了集成优化与模拟系统程序实现方法.将该方法应用到苯氯化侧反应精馏过程集成优化设计中,实现了反应能力与分离能力的最佳匹配,证明所提出的优化设计方法是有效的.

醋酸甲酯侧反应精馏过程的多变量动态控制

侧反应器与精馏塔的耦合结构与物料交换方式的灵活性,造成系统的自由度高、设计变量多,增加了该过程的稳态优化模拟和动态控制的难度。针对侧反应精馏过程(SRC)的平滑操作和自动控制问题,以醋酸甲酯工业生产过程为例,采用基于独立反应量的稳态设计方法获取最佳的反应精馏集成结构和操作参数,在此基础上设计了以产品成分调节变比值控制为主的多变量控制方案,并通过在Aspen流程模拟软件建立醋酸甲酯侧反应精馏动态流程模拟系统,验证控制方案的有效性。

醋酸甲酯侧反应精馏过程的多变量预测控制

针对新型侧反应精馏集成技术生产醋酸甲酯的工艺生产过程,采用基于独立反应量的系统设计方法获取最佳的反应精馏集成结构与稳态模拟结果。针对最佳稳态工艺设计结构,在传统控制回路的设计基础上,进行醋酸甲酯质量分数与灵敏板温度多变量模型预测控制模块设计,并通过在Aspen流程模拟软件建立醋酸甲酯侧反应精馏动态流程模拟系统,验证控制方案的有效性。

侧反应与精馏集成过程的故障动态特性模拟研究

针对甲苯氯化侧反应与精馏集成生产过程,在对实际生产过程合理简化与假设基础上,研制了该生产过程含控制策略的动态模拟系统。在动态模拟系统中合理设置引起反应能力与分离能力不匹配故障因素,如反应器进料配比失调、回流量过低和塔釜加热量不足等过程扰动,进行故障动态仿真研究。分析在故障扰动下整个系统的故障动态特性,获得有效的故障数据,解决了在实际生产装置上无法进行故障实验研究获取系统故障信息的难题。

反应精馏模拟与控制研究进展

反应精馏集成过程在提高反应选择性和转化率、降低建设成本和生产能耗等方面具有显著的优越性,促进了反应精馏相关理论的发展和工程应用。综述了在传统反应精馏过程稳态和动态模拟相关研究成果基础上,给出了7种常用的多回路控制结构,分析其优缺点;介绍了带侧反应器的反应与精馏集成技术的国内外研究相关情况;给出了今后反应精馏应用研究中还需要解决的一些问题和相关研究内容。

甲苯氯化连串反应的RD和SRC过程分析与比较

侧反应器与精馏塔集成(SRC)是塔内耦合反应精馏(RD)的新拓展,同时适用于反应与精馏处于相同工况和不同工况两种情形。以甲苯氯化连串反应为研究对象,分别建立了RD和SRC过程的数学模型,在相同总塔板数和塔釜上升蒸气量条件下,计算了相同工况下(反应与精馏压力均为101.3kPa),RD与SRC过程的气/液流率、温度、组成分布,发现两者性能具有一致性。在此基础上,以产品氯化苄的生产成本为目标函数、标志系统产能的氯气进料流率和分配比例为优化变量,对甲苯氯化连串反应的相同工况RD与SRC过程、不同工况SRC过程(反应压力为101.3kPa、精馏压力为10kPa)进行优化,结果表明,相同压力工况下,优化得到的RD与SRC的装置产能与产品质量一致;但在不同压力工况下,SRC的产能明显提升、产品质量也有所提高,反映出不同工况SRC明显的优势。

带侧反应器反应精馏塔的苯氯化与氯苯精馏过程模拟研究

引入独立反应量概念建立了多侧线进料的带侧反应器的反应精馏塔平衡级模型,并运用Newton-Raphson法解该模型的MESH方程.将该方法应用于苯氯化反应精馏过程模拟,模型具有很好的收敛效果.在给定的模拟条件下,Cl2进料量为8kmol/h时,产品氯化苯纯度达96.8%,最佳苯进料量为7.77kmol/h.模拟结果可用于指导苯氯化生产.