乙苯脱氢制苯乙烯反应过程专用模拟系统开发

为了实现对乙苯脱氢制苯乙烯反应过程的准确模拟计算,采用MySQL数据库软件建立专用物性数据库,构建等温积分动力学反应器计算模型,基于Cape-Open标准和C++语言,建立苯乙烯反应器模块,并集成到通用流程模拟软件中,形成乙苯脱氢制苯乙烯反应过程的专用模拟系统。采用工厂数据对所开发的模拟系统进行检验,并将计算值与实际值进行对比。结果表明:计算结果与工艺数据基本一致,产品组成、反应器温降和压降的模拟值与实际值的相对偏差都在1%以内,说明开发的专用反应过程模拟系统可进行较为准确的模拟计算。

硫酸法烷基化工艺的专用过程模拟系统开发

为了实现硫酸法烷基化工艺装置的准确模拟计算,在Visual Studio2010开发环境下,采用SQLite数据库管理系统建立烷基化物性数据库;基于CAPE-OPEN标准,在已开发的通用过程模拟系统OPEN的基础上,建立烷基化反应模块,采用C++语言实现与通用过程模拟系统OPEN的集成,形成完整的硫酸法烷基化工艺的专用过程模拟系统。通过实例对所开发的模拟系统进行检验,并将计算结果与实际值进行对比。结果表明:产品质量均满足工业生产需求,计算结果与实际工业生产中的主要工艺指标基本吻合,各流股中关键组分模拟值与实际值的相对偏差都控制在2.0%以内,满足计算精度要求,说明开发的硫酸法烷基化工艺的专用过程模拟系统可进行较为准确的模拟计算。

氢夹点技术方法研究进展和评价

氢夹点技术作为氢气网络优化的重要方法,以其简单直观、高效易懂等优点,自20世纪90年代末被提出至今,在解决氢网络用氢瓶颈上,已经有了成熟稳健的发展。本文介绍了氢夹点技术的基本原理,综述并分析了剩余氢量图解法、严格氢夹点图解法、氢负荷-流量图法、源组合曲线法、多杂质赤字率图解法等多种氢夹点技术方法的提出及研究进展,并对这些方法进行比较和评价,得到各种方法的优缺点和应用范围。最后指出多约束条件下的氢夹点技术方法研究、建立动力学建模以及炼厂氢网络柔性优化设计等将成为未来几年氢夹点技术的研究热点。

异戊橡胶研究热点及国内生产提高方向浅析

利用美国化学文摘(CA)数据库对1963—2012年共50年间关于异戊橡胶的研究文献进行了检索与分类统计,对统计数据分析后发现:(1)年文献总数从1963年的31篇上升至2012年的774篇,上升趋势明显;(2)异戊橡胶的发展速度与同时期发表的相应文献总数量呈正相关关系;(3)研究热点主要集中在应用方面,占全部文献总数的51.66%,且应用类文献中专利的比例高达91.18%,说明这方面的研究成果更受重视、更实用化。另外,针对我国稀土异戊橡胶产业的现状,从市场、产品、工艺和成本等方面探讨了生产提高的方向,提出了开拓市场、增加品种、改进工艺和降低产品成本的具体设想。

稀土异戊橡胶催化剂活性研究进展

稀土异戊橡胶催化剂的活性研究不但具有实际应用价值,也具有重要的理论意义。本文回顾了自稀土异戊橡胶催化剂面世至今的50年间,其催化活性的实验研究与理论研究进展情况。分析表明,虽然实验研究使活性提高了至少两个数量级,但催化剂中稀土金属的利用率只有10%左右,理论上活性至少还有9倍左右的提升潜力,而近年来关于活性的实验研究进展不大;另外,最近基于量子化学计算的催化剂活性理论研究表明,密度泛函、相对论效应、有效芯势等理论与方法提高了镧系稀土化合物计算的准确性与高效性,为其理论研究创造了条件。指出未来研究的发展方向是将实验研究与理论研究相结合,建立催化剂活性与结构间的定量构效关系,用以指导稀土异戊橡胶催化剂的优化设计。

固液相平衡计算研究进展

围绕固液相平衡计算,综述了活度系数法、经验模型法和状态方程法的研究进展和应用。概括和分析了活度系数模型(Pitzer、ELECNRTL、Wilson、NRTL、UNIQUAC、正规溶液理论)、经验模型(λh、Apelblat、Jouyban-Acree)和状态方程模型(PR、SRK、Martin-Hou),并介绍了模型的适用范围及优缺点。固液相平衡计算模型对化工固液分离过程中的理论研究和工业应用具有重要意义。

量子化学方法应用于分子筛上苯与短链烯烃反应机理的研究进展

对近年来基于量子化学方法研究苯与短链烯烃烷基化反应机理的进展进行了综述。简要介绍了量子化学方法的相关软件及其应用。对于苯与短链烯烃发生烷基化时存在争议的协同机理和分步机理,详细阐述了采用大小不同模型和计算方法对其进行研究的进展;由此可以展望量子力学/分子动力学(QM/MM)组合方法综合了量子化学理论和分子动力学理论的优点,将成为研究化学反应机理的更有效方法。

环氧氯丙烷装置过程模拟与节能研究

运用Aspen Plus对环氧氯丙烷装置进行了模拟。以模拟结果为基础,夹点技术为用能诊断工具,对装置的用能情况进行分析并提出节能建议。将模拟结果与实际操作数据对比后可知,建立的数学模型能够反映装置的运行情况,模拟结果能够作为进一步节能研究的基础数据。依据经验判断法,装置的夹点温差设为20℃,利用总组合曲线,确定系统需要的最小热公用工程用量为8 635.44 kW,最小冷公用工程用量为17 904.07k W。对比可知,装置冷、热公用工程的节能潜力分别为3 152.92、3 158.53 kW。对换热网络中不符合夹点设计规则的换热匹配进行改造,提高能量的回收率。改造后的方案需新增4台热交换设备,可节约2 875.13 kW的公用工程,热公用工程可节约24.39%的能耗,冷公用工程可节约13.65%的能耗,投资回收期为0.18年,对环氧氯丙烷装置的节能研究具有一定的指导意义。

基于PR立方型状态方程普遍化温度函数的研究与评价

用11类70种非极性、弱极性和极性物质的实验蒸汽压数据对适用于Peng-Robinson状态方程(PR EoS)的17种普遍化温度函数对蒸汽压的预测能力进行了评价。根据各类物质蒸汽压预测结果平均相对偏差评价普遍化温度函数的预测能力。结果表明,Robinson-Peng (1978)、汪萍(2004)和Li-Yang (2011)温度函数能够准确预测烷烃、芳烃、气体和卤代烃类物质的蒸汽压,但对弱极性和极性的醇、醚、酯、酸、水等物质的预测结果不如Forero (2016)温度函数准确。以偏心因子和极性因子普遍化的温度函数对醇、酸、水等极性物质蒸汽压的预测结果明显优于仅以偏心因子普遍化的温度函数。

原油常减压蒸馏装置仿真培训系统设计

设计仿真培训系统是操作人员技能培训的现代化手段。由于石油属于组分不可数的复杂体系,常减压蒸馏又是多侧线、带汽提的分离过程,对仿真数学模型的建立带来较大的难度。以某炼油厂250万吨常减压生产装置设计数据和生产数据为基础,针对以上问题,采用假组分的方法,利用半经验半机理模型开发了常减压蒸馏装置仿真培训系统。经动态仿真测试,上述常减压仿真培训系统兼顾了模型的机理性和仿真的实时性,可以较好地模拟装置开停车过程、正常工况和事故状态下的参数变化和动态响应,仿真结果和设计数据符合较好,主要工艺参数误差小于5%,具有较高的实际意义和应用价值。

精馏过程稳态模拟计算方法的研究进展

精馏过程稳态模拟主要是针对实际精馏操作过程中精馏塔内的温度、压力、汽液相流量及汽液相组成分布进行分析,并通过模拟找到制约生产的瓶颈。稳态精馏过程模拟计算的难点是求解MESH方程组。国内外已经提出了许多稳态精馏过程模拟的计算方法,主要包括三对角矩阵法、牛顿法、内外层法、松弛法以及其他方法。精馏过程的数学模型及其求解方法直接影响到精馏过程模拟结果的准确性。随着计算机的发展,许多精馏过程的稳态计算方法已被编成程序应用于精馏过程模拟。主要介绍了精馏过程的数学模型,国内外稳态精馏过程模拟计算方法的发展历程,归纳了几类主要稳态精馏过程模拟计算方法的应用及优缺点,旨在为稳态精馏过程模拟计算方法的后续研究提供基础。

酚焦油资源化回收利用方法研究进展

综述了国内外处理酚焦油的典型方法,包含化学法和物理法,化学法分为直接利用、加氢裂解、热裂解、催化热裂解,物理法主要是直接精馏法。介绍了处理之后的产物中难分离组分苯酚与苯乙酮的分离方法,包括精馏法以及精馏法与酚钠盐法相结合的方法。通过分析比较,指出了开发耗能低、对设备损坏小的酚焦油处理方法是今后的研究方向。

异丁烷脱氢过程催化剂结焦与焦性质研究

在固定床反应装置上,采用YBD型Cr/Al_2O_3催化剂催化异丁烷脱氢,通过热分析技术研究结焦催化剂,考察反应条件对催化剂结焦量及焦性质的影响。结果表明,Cr/Al_2O_3催化剂对异丁烷脱氢有较好的催化活性,当反应温度580℃,空速800 h^(-1)时,异丁烷转化率60%以上,异丁烯选择性90%以上,异丁烯收率约60%。反应温度、空速以及异丁烯对结焦催化剂的焦含量有明显影响,当反应温度超过580℃,随着原料气中异丁烯含量的增加,催化剂的结焦量迅速增加。

硫磺装置过程模拟及节能研究

针对某炼厂硫磺装置进行流程模拟及节能研究。首先,运用AspenPlus软件对装置建模,模拟结果与实际生产数据吻合度较高。然后根据所建模型,将几种节能手段如加强烟气余热回收力度、利用凝结水代替除氧水产蒸汽、采用蒸汽透平代替电驱动鼓风机等应用到装置中,对其进行节能分析与改造。在尾气焚烧炉后增设一台蒸汽发生器来加强烟气余热回收力度,每年可节省成本31.43万元;利用凝结水代替除氧水产蒸汽,实现装置内凝结水与蒸汽之间的循环利用,每年可节省成本211.50万元;采用蒸汽透平代替电驱动制硫鼓风机,每年可节省运行费用131.16万元。将以上三种节能措施应用到硫磺装置中,年增加经济效益约为374万元,改造投资回收期为0.63 a,节能效果显著,对实际装置的节能改造具有指导意义。

Martin-Hou剖析和改进状态方程方法的研究进展

分析总结了Martin和Hou对立方型和多参数状态方程的研究方法。PVT关系是Martin剖析立方型状态方程和求解多参数状态方程系数的基础。研究了Martin从体积平移和压缩因子Zc值两个角度剖析和改进立方型状态方程的方法,概述了Martin和Hou提出适用于气体和改进用于液相和固相体系的多参数状态方程的方法。Martin-Hou(MH)多参数状态方程提高了对热力学性质的预测精度。研究Martin对基本热力学性质和立方型状态方程的剖析方法及多参数状态方程的改进方法,有助于研究者改进和提出新的状态方程模型。

柴油加氢装置过程模拟与节能研究

针对某炼油厂处理量为3.5 Mt/a的柴油加氢装置,应用Aspen Plus流程模拟软件建立了装置的数学模型,计算得出了与现场标定数据比较吻合的模拟结果。根据计算结果,利用夹点技术对其换热网络进行节能分析与改造。首先以夹点温差为20℃,确定换热网络能量目标。该装置换热网络的夹点温度为95.4℃,最小热公用工程量为5 085.7 kW,最小冷公用工程量为20 613.9 kW,与现有换热网络热公用工程13 870.8 kW相比,存在8 785.1 kW的节能潜力。然后消除违背夹点规则的不合理换热匹配,进一步优化,并提出了改造方案。该方案新增7台换热器,可节约热公用工程8 450.5 kW,约降低了60.9%的能耗,取得了良好的节能效果。回收期为0.67年。

Pitzer活度系数模型研究与开发

基于Debye-Hückel(D-H)理论,Pitzer同时考虑了长程静电相互作用能项、短程"硬核效应"的位能项以及三个离子间的相互作用能项据此修正了D-H理论,建立了适用于水电解质溶液体系(6摩尔离子强度以下)的活度系数模型。其中采用IAPWS-97物性方法计算纯水的性质,进而对Pitzer活度系数模型进行研究、求解和开发。并采用实际工业生产中含电解质水溶液流程的应用实例进行模拟验证,以及与Aspenplus化工模拟软件在交互参数来源于相同文献数据情况下的模拟结果相比,开发的模型在描述电解质水溶液体系的过量的吉布斯自由能、活度系数和焓值等热力学性质方面的相对偏差低至0.1%左右,从而表明该模型的研究与开发可以应用于水电解质溶液体系的模拟、计算和优化。

石油馏分描述方法研究进展

石油及其产品是各种烃类和非烃类化合物组成的极为复杂的混合物,在对石油馏分性质做相关计算时,需要对石油及其产品采取一定的方法进行描述。主要介绍了描述石油馏分的方法,包括虚拟组分法、真组分法以及分子模拟法的原理及优缺点,并对其进行简单的比较;最后指出了石油馏分描述方法的发展趋势。

基于[火积]的SSOT装置换热网络能量利用效率的分析研究

(火积)的概念可以描述物体传递热量的能力,基于(火积)的能量利用效率可作为评价热量合理利用的依据。建立基于(火积)的换热网络的能量利用效率的数学模型,并提出相应的计算步骤,以最大能量回收为目标,通过对某单段单程加氢裂化(SSOT)实际生产装置进行换热网络能量利用效率的分析研究,验证(火积)传递效率的合理性。结果表明:分析SSOT装置的原始换热网络时,得出公用工程HU1、HU3、CU6、CU7的(火积)耗散率较大,分别为36.25%、35.36%、85.50%和68.97%,而基于的概念得到公用工程HU3、CU6、CU7的损率较大,分别为37.83%、17.98%和13.95%,则(火积)传递效率比效率分析换热网络的能量利用情况更加精确。选取最小传热温差ΔT_(min)=15 K后,(火积)传递效率从57.18%增加到76.45%,节约公用工程52.53%,效率从59.62%增加到83.31%,节约公用工程60.61%,进一步说明(火积)传递效率能够用来分析换热网络中的能量利用情况。

Braun K-10法预测真实组分相平衡模型研究

在石油炼制工业中,烃类体系的汽液相平衡数据至关重要,Braun K-10法在石油化工中广泛应用且预测精度较高,目前Braun K-10法仅有列线图表数据,暂无公开的数学计算模型。根据Braun K-10法中60种真实组分的列线图表数据,对其进行拟合回归,将60种真实组分的Braun K-10模型分为3类,分别采用不同的形式建立模型,第一类模型包括H_2O,第二类模型包括H_2、N_2、O_2、CO、CO_2、H_2S,第三类模型包括CH_4、C2H_2、C_2H_4等53种烃类组分,给出60种真实组分模型系数及适用温度范围。采用实际工业流程数据,与Aspen Plus V7.2中Braun K-10计算结果进行比较,汽化分率和各个组分的相平衡常数基本一致,建立的Braun K-10数学模型计算准确,可以用于实际工业流程计算,且计算精度满足工程计算的需要。