旋风分离器的计算机模拟与设计

在对不同效率和压降模型进行分析的基础上 ,建立了旋风分离器的模拟和设计模型。基于该模型开发了用于旋风分离器校核、模拟和设计的计算机程序 ,该程序包含了效率模型、压降模型和分离器结构数据 ,可用来进行串并联组合旋风分离系统的模拟和设计计算。通过实例表明 。

旋液分离器的计算机设计

在综合分析切割粒径、压降、效率和分股比数学模型的基础上,建立了旋液分离器的设计模型。采用FORTRAN语言,开发了可用于串并联组合旋液分离系统设计的计算机程序。实例表明该设计程序与其它软件相比具有较高的准确性和更宽的适用范围。

环氧氯丙烷皂化工序节能研究

介绍了氯丙烯法生产环氧氯丙烷的反应原理及工艺流程,并对环氧氯丙烷皂化工序的流程进行了分析,提出了通过皂化塔负压操作,同时回收塔底废水余热来达到节能目的的改造策略。将此策略用于某公司3.2万t/a的环氧氯丙烷装置,改造后可节省新鲜蒸汽2.4万t/a,增效156万元／a。

间歇化工过程热集成研究进展

间歇化工过程热集成问题的研究能够促进过程系统的可持续发展并且提高产业经济性和技术竞争力,顺应了化工发展大环境。本文介绍了以系统综合优化为目标的间歇化工过程热集成研究的发展现状,整理了早期研究的三大通用图解模型,并讨论和比较了在建模求解过程中常见算法。总结了当前研究的重点在换热网络设计优化、热储罐系统和考虑调度的热集成三个方面,并评述了与之相关的进展、瓶颈和研究意义。指出了热集成问题已成为当前间歇化工过程的研究热点,其中热集成和生产调度的协同优化十分必要,能够从系统全局的角度上给出优化方案。但由于间歇化工过程中存在较多的不确定性和约束条件,增加了热集成的研究难度,因此对间歇化工过程优化设计提出了更高的要求。

立方型状态方程的混合规则在相平衡计算中的研究

对立方型状态方程中所使用的混合规则及其在相平衡计算中的应用状况做了综述分析。将混合规则按二次型、LC型、DDLC型和UNIWAALS型分别进行了介绍和讨论。总结了各种类型混合规则的优缺点和适用范围,并提出了混合规则今后的发展方向。

氯酮缩合反应绿色催化工艺的研究

在三氟甲基磺酸催化下对氯酮、新戊二醇缩合反应合成缩酮进行了研究。采用单因素实验考察了三氟甲基磺酸质量、带水剂用量、醇酮摩尔比、油浴温度等因素对反应时间及收率的影响。结果表明,随着催化剂质量的增加,反应时间缩短,收率提高;带水剂用量、醇酮摩尔比对反应时间基本无影响,对收率有一定影响;油浴温度提高有利于缩短反应时间,147.5℃时收率出现99.85%的最高值。对缩合液洗水中H^+含量进行分析表明,平均98.5%的三氟甲基磺酸进入洗水中,4次套用洗水作催化剂,反应活性没有下降,收率均在99%左右。与硫酸相比,采用三氟甲基磺酸作催化剂,反应时间缩短约70 min,且催化剂可重复使用。

利用面激光诱导荧光技术研究喷射器内液-液湍流混合特性

面激光诱导荧光(planar laser induced fluorescence,PLIF)是流场研究中的先进测试技术。今建立了液-液喷射混合器流场研究实验装置,利用PLIF技术对喷射混合器的湍流混合特性进行了研究,得到了喷射器内湍流混合的二维浓度场。对瞬时、时均浓度场的图像进行了分析,并利用离析度(intensity of segregation,IOS)的概念对时均混合效果进行了评价,得到了不同操作条件下IOS值沿射流方向的变化趋势图,结果表明流速比和绝对流速是影响混合的两个主要因素,液液喷射器中流速比越大,达到完全混合所需的距离就越短,在相同流速比的情况下,流速越大混合进行得就越快。

光气化反应技术生产异氰酸酯的研究进展

光气化反应技术是目前工业化规模生产有机异氰酸酯最主要的工艺技术,具有工艺成熟、反应收率高等优点,但由于反应过程涉及剧毒物质光气和生产副产物氯化氢,使其存在安全和环保等隐患。本文首先结合光气化反应机理,分析了光气化反应技术的本质缺点,总结了目前针对其本质缺点进行改进的研究现状,认为随着科技地进步,光气化反应技术的两个缺点可以逐步克服。其次,回顾了光气化反应技术从最初的小规模实验室工艺到目前大规模先进生产工艺的发展历程,从反应工程的角度总结了光气化反应技术逐步改进的内在机理,并在此基础上提出了今后光气化技术进一步发展的趋势和研究方向;最后,论文对非光气化异氰酸酯生产技术的研究进行了总结,指出非光气化技术是将来的发展趋势,但在相当长的时间内,还难以在工业装置上取代光气化技术。因此,对光气化反应技术进行进一步的研究,对目前异氰酸酯工业的节能减排和提高效率具有重要的现实意义。

固液平衡模型研究进展

对固液平衡模型进行了综述,主要包括经验模型法、活度系数法、状态方程法、拓扑法、人工神经网络法。分析了各种模型的适用性。研究可应用于宽范围体系的模型以及借鉴其他领域的研究方法是固液平衡模型的发展方向。

化工过程模拟软件系统结构的探讨

针对化工过程模拟软件的开发与应用 ,介绍了面向功能、面向数据库及面向对象三种典型的系统结构 ,并就数据管理与共享以及资源重用对这三种系统结构进行了分析比较 。

基于Matlab的化工过程计算机辅助计算

化工计算过程通常涉及到插值、曲线拟合、线性/非线性方程、常/偏微分方程及线性/非线性规划等的求解,过程复杂且计算量大,若采用传统编程语言进行求解,程序繁杂冗长,且对编程能力有较高要求。本文针对上述情况,通过Matlab 在物料衡算、反应器计算、生产过程优化及实验数据处理等方面的应用研究,取得了较好的结果,展示了Matlab 在化工过程计算机辅助计算中的独特优势。

智能化风险及可操作性(HAZOP)分析系统研究进展

通过梳理智能化风险及可操作性(HAZOP)分析的各类方法,将其分为定性分析和定量分析两大领域,详细介绍了不同的研究方法及其优缺点,并结合实例对有代表性的方法作了详细阐述。智能化HAZOP定性分析系统的研究主要集中在建立专家知识库的方法上,其中基于深层知识建立专家知识库的研究相对较多,该方法虽然能够揭示偏差产生的机理、传递路径,但是分析结果准确度较差。基于经验知识、定性分析与定量分析相结合及基于动态模拟的HAZOP定量分析是实现智能化HAZOP定量分析的3种主要方法,是由模糊定量向精确定量、由静态分析向动态分析发展的过程。基于动态模拟的智能化HAZOP定量分析不仅研究偏差的数值,而且研究偏差的持续时间对过程系统的影响,分析结果更加精确,是较为完善的定量分析方法。该方法借助于商用模拟软件,使不具备丰富经验的分析人员也可以完成精确的HAZOP分析。"动态偏差的阶梯化求解法"使分析动态偏差方便、易行,基于该方法建立的偏差"层级"模型充分说明了处于不同层级的偏差对过程系统的不同影响。在分析智能化HAZOP分析系统发展历程基础上,结合最新研究进展,预测了其发展趋势。

循环水系统操作费用的优化研究

建立了循环水系统操作费用模型,讨论了各种因素对循环水系统运行费用的影响规律。干球温度,空气相对湿度,冷却塔鼓风量等因素的变化直接影响循环水出塔温度,而出塔温度的变化对系统的循环水量具有很大的影响,如从28℃增加到30℃时,循环水量增加20%左右,输送费用也会相应地增加。昆明地区,冬季循环水出塔温度为22.5℃时,操作费用最低,而夏季循环水出塔温度为27.5℃时,操作费用最低,另外,水价,电价不同也会影响系统最佳出塔温度选取。因此,相同的系统在不同的季节,不同的地区,具有不同的最佳操作参数。

德士古煤气化工艺CO_2排放分析

煤化工是高耗能高CO2排放的工业,利用热力学分析方法对其工艺过程中能量利用情况进行分析,可以有效地发现工艺的能量利用缺陷和节能潜力,为过程的节能优化改造提供依据。目前热力学分析方法主要包括能量衡算法和分析法,本文在对传统热力学方法进行分析和评价的基础上,指出了已有方法的不足,提出了新的熵分析相结合的分析方法,并以德士古煤气化工艺为例,分别使用传统的能量衡算法、分析法和本文提出的熵结合分析法对工艺过程的能量利用情况进行了分析,获得了工艺过程中内各模块的能量、熵增和损分布。在此基础上,将损与工艺过程中CO2排放量建立联系,经过计算得到了工艺过程中各个设备对应的CO2排放分布和损系数,得出气化炉是工艺过程中主要的节能位置。这种能量与CO2排放的关联能为工艺过程的节能减排提供理论依据。

HAZOP-LOPA分析与过程模拟集成的研究与应用

提出了将过程模拟与HAZOP-LOPA结合新的安全分析方法,即HAZOP-LOPASIMU。利用HYSYS过程模拟软件对HAZOP-LOPA分析的危险事故场景进行偏差定量化分析,实现了HAZOP偏差定量化与事故后果定量化的集成,有效解决了半定量化的HAZOP-LOPA分析中计算参数经验化所致的分析结果可靠性不足的局限性。使安全分析结果精准性、可靠性进一步提高。将该方法应用于某企业天然气凝液脱轻质组分过程,对该工艺中脱丙烷塔再沸器液位偏高这一偏差进行详细探究,所得结果表明:HAZOP-LOPA-SIMU分析方法可靠,结果准确。

间歇精馏过程模拟优化研究进展

该文讨论了描述间歇精馏过程的严格模型及其基础上的各种简化模型,包括简捷模型、分段模型、半严格模型和降阶模型。总结了求解刚性微分方程的各种方法,其中各类BDF方法在解刚性方程时效果较好。分析比较了优化间歇精馏过程的两种方法以及综合优化问题的两种方法—二层法和SA法。

喷射器内气-液两相流流型及其转换特性的研究

利用平面激光诱导荧光(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)技术,分析上喷式喷射器内气液两相流的流型及流型转换的特性。结果表明,在喷射器内气液两相首先形成喷射流,随着两相相互作用和动量传递,射流瓦解,气液两相随着气液比的不断增大分别形成泡状流、雾状流和块状流。根据实验结果绘制了喷射器上部射流瓦解后的气液两相流流型图。通过分析流型影响因素和流体力学特点,提出了流型转换的无因次关系式,并确定了各流型转换的具体表达式。

间苯二甲腈催化加氢制备间苯二甲胺的研究进展

综述了近年来国内外间苯二甲腈催化加氢制备间苯二甲胺的研究进展,回顾了催化剂改进的过程,讨论了溶剂、原料初浓度、反应抑制剂、反应压力、反应温度等条件对催化加氢反应的影响,介绍了催化加氢工艺流程的改进和产物分离工艺的发展情况。指出对间苯二甲腈和间苯二甲胺热力学物性及该反应的反应历程、反应动力学等的基础研究和工艺流程的改进是今后间苯二甲腈催化加氢制备间苯二甲胺实现工业化的研究重点。

二苯基甲烷二异氰酸酯精馏过程节能工艺研究

为了开发二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)分离的节能流程,采用热平衡法和有效能分析法,对MDI精馏过程进行节能研究,从单个换热过程到整个系统分3个步骤进行改进。首先改变脱光气塔和减压脱溶剂塔的用能品位,节省高品位热源;然后通过回收各个子系统的冷凝热和冷却热,实现单元内部的能量再利用;最后通过常压脱溶剂塔与脱光气塔的热量集成,使得能耗进一步降低。通过以上3个过程的节能改进,得到的工艺流程同原工艺相比节能30%以上。给出的节能方法适用于MDI分离过程,也可应用于类似的宽沸程物系的分离过程。

电子级过氧化氢的制备研究

用工业双氧水先经树脂吸附脱去其中的有机物,再添加稳定剂除去无机杂质,生产的产品可达到电子级产品的标准。其较适宜的制备条件为:双氧水的流率为250L/h,树脂的处理能力为40kg过氧化氢,两种稳定剂的添加比例(质量比,下同)为1∶1～1∶2。