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高等学校化学学报 2001年第7期22卷 1209-1212页

作者：刘庆林李鹏张志炳厦门大学化工系厦门361005 南京大学化工系南京210093

通过对精馏过程进行热力学分析 ,建立了通用性较强的非平衡热力学数学模型 .该模型可对精馏过程中用能情况进行非平衡热力学分析和熵均分分析 ,也可用于评价塔板性能 .模型建立的基础只适用于线性非平衡热力学区 ,即近平衡区。

关键词：非平衡热力学数学模型节能分析精馏熵

基于MESH方程精馏回收磷酸三丁酯和煤油的动态模型与实验研究

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基于MESH方程精馏回收磷酸三丁酯和煤油的动态模型与实验研究

作者：高晟曼哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

乏燃料后处理工艺中,经PUREX(Plutonium Uranium Reduction Extraction)流程产生的污溶剂磷酸三丁酯(TBP)和煤油(OK),通常以贮存的方式来处理,这种方式既不经济又有一定的安全隐患。在保持萃取效率一定的前提下,精馏回收技术可以实现TBP... 详细信息

乏燃料后处理工艺中,经PUREX(Plutonium Uranium Reduction Extraction)流程产生的污溶剂磷酸三丁酯(TBP)和煤油(OK),通常以贮存的方式来处理,这种方式既不经济又有一定的安全隐患。在保持萃取效率一定的前提下,精馏回收技术可以实现TBP与OK的重复利用。同时,搭建后处理工艺过程实时仿真模型可为核燃料后处理厂的设计提供参考。因此,污溶剂回收精馏过程的模型建立具有一定工程意义。本论文构建了基于MESH方程的污溶剂精馏回收动态模型,此模型同时考虑物料平衡方程和相平衡方程,结合各塔板数的液相摩尔分数、温度分布、压力分布、各组分汽液相焓值及混合物焓值,依托安托因方程与塔板水力学方程,可针对污溶剂通过精馏法回收TBP与稀释剂进行动态计算和过程特性分析。在负压条件下,计算30%TBP-OK精馏过程的动态的数值解,获得了污溶剂回收工段开车过程中精馏塔塔顶、塔釜各组分(TBP、C、C、C、C)浓度随时间变化的规律。计算结果表明,在进料浓度为8.078 mol/h、TBP含量0.2205、C含量0.0644、C含量0.1993、C含量0.2957、C含量0.2201的进料条件下,运行20 h后塔顶各组分浓度趋于平缓,在运行50 h后塔釜TBP浓度趋于平缓。此时,TBP塔顶浓度为0.4%,塔釜浓度为96%。使用Aspen Plus软件对其模型的合理性进行交互验证,结果表明,此模型动态模拟稳定后的结果与其稳态模拟结果接近,且误差不高于10%,计算可信度较高。同时,本模型可计算塔顶塔釜产品含量达到稳态后,加入系统扰动与操作变量阶跃扰动的塔顶、塔釜浓度动态响应过程。此外,为了验证模型的准确性,开展污溶剂精馏回收过程的实验,得到了动态实验的精馏操作温度的选择方法,结果为塔釜150℃时的精馏效果最佳;得到了开车过程、系统扰动过程、操作变量阶跃扰动过程的实验数据。实验与模型对比,动态响应趋势相同,且稳定时TBP在塔顶塔釜的含量的实验值与模拟值误差小于5%。

关键词：污溶剂精馏 TBP-OK 动态过程

精馏型自复叠制冷系统回热器混合位置影响类型

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工程热物理学报 2013年第5期34卷 802-807页

作者：王勤刘锐王江浦陈福胜韩晓红陈光明浙江大学制冷与低温研究所清洁能源利用国家重点实验室浙江杭州310027

本文通过两种典型工况下的数值模拟,深入分析了精馏型自复叠制冷系统的回热器混合位置对循环性能的两种影响类型,并在自行搭建的实验台上进行了实验验证。理论分析和实验结果均表明,回热器中存在混合位置的稳定区域和不稳定区域,其内部... 详细信息

本文通过两种典型工况下的数值模拟,深入分析了精馏型自复叠制冷系统的回热器混合位置对循环性能的两种影响类型,并在自行搭建的实验台上进行了实验验证。理论分析和实验结果均表明,回热器中存在混合位置的稳定区域和不稳定区域,其内部高低压制冷剂的温度分布和夹点的位置与精馏柱底流出的工质流量密切相关,该工质流量对系统性能的影响存在两种类型。当精馏柱底流出工质流量较大时,夹点通常出现在整个回热器的冷端或中间部分,一般可以得到较大的制冷量,或实现较低的制冷温度。由于这种类型的稳定区域较小,混合位置的变化对系统性能影响较大。当精馏柱底流出工质流量较小时,夹点通常出现在整个回热器的热端部分,制冷量较小,或制冷温度较高。但由于这种类型的稳定区域大大增加,混合位置的变化对系统性能影响较小。

关键词：混合工质自复叠精馏混合回热器

连续重整装置芳烃抽提抽余油加氢产物热泵辅助隔壁塔萃取精馏新工艺及优化设计

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连续重整装置芳烃抽提抽余油加氢产物热泵辅助隔壁塔萃取精馏新工...

作者：黄泽宇华南理工大学

学位级别：硕士

石油加工过程中,连续重整装置(CCRU)芳烃抽提单元(AEU)抽余油加氢产物,因组分沸点相近,为从中分离出质量浓度≥97%的正己烷产品和异己烷产品,采用以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为萃取剂的常规萃取精馏工艺(ED),其脱戊烷塔、异己烷塔、正己烷塔... 详细信息

石油加工过程中,连续重整装置(CCRU)芳烃抽提单元(AEU)抽余油加氢产物,因组分沸点相近,为从中分离出质量浓度≥97%的正己烷产品和异己烷产品,采用以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为萃取剂的常规萃取精馏工艺(ED),其脱戊烷塔、异己烷塔、正己烷塔、溶剂再生塔四塔串联,顺序分离,投资大、能耗高。针对这一问题,开发了一个热泵辅助隔壁塔萃取精馏工艺(HP-DWC-ED)。具体集成步骤为:1)将脱戊烷塔和异己烷塔集成为一个含公共提馏段的隔壁塔(DWC)。其中,原料加氢产物从进料侧进隔壁塔,从其顶部得到戊烷产品,异己烷产品则从中间产品采出侧顶部得到。公共提馏段内,经塔底再沸器蒸出的气相经分布板调节,按比例分配进进料侧和中间产品采出侧。三段共同作用,实现戊烷、异己烷及塔釜组分分离;2)设置热泵,压缩隔壁塔中间产品采出侧塔顶气做隔壁塔塔底再沸热源,辅助热泵精馏(HPD),升级利用塔顶油气余热;3)将再生溶剂一次做异己烷塔中间再沸热源改成做隔壁塔的再沸热源,以利用再生溶剂能量。某60t/h抽余油加氢产物分离案例Aspen全流程模拟计算表明,新工艺较常规工艺,其年度总费用减少了9.64%,(火用)效率提高了15.56%。进一步,针对DWC中间产品采出侧塔顶气、正己烷塔塔顶气和溶剂再生塔塔顶气均可压缩做隔壁塔塔底再沸或中间再沸热源的热力学可能,建立了新工艺压缩-换热(COMP-HX)超结构流程,以从中选择最优结构和参数,完成新工艺的优化设计。之后,将超结构抽象成MINLP模型,建立Aspen-MATLAB数据交互平台,基于多种群遗传算法(MPGA)算法,以年度总费用TAC最小为目标函数进行求解,将该方法应用于60t/h抽余油加氢产物分离方案,先对其隔壁塔萃取方案进行优化设计,而后基于优化结果,分别对热泵辅助隔壁塔单级中间再沸和多级中间再沸两个方案进行优化设计,在不同热泵换热器最小传热温差下经MINLP求解得到优化方案。以热泵传热温差为10℃为例,与现有工艺相比,隔壁塔单级中间再沸方案的年度总费用减少了23.77%,(火用)效率提高了54.68%,多级中间再沸方案的年度总费用减少了28.96%,(火用)效率提高了67.52%,说明新工艺具有良好的节能及节省投资特性。

关键词：重整抽余油加氢产物热泵隔壁塔精馏设计

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精馏分离序列综合邻域结构的研究

华东理工大学学报（自然科学版） 2004年第1期30卷 29-33,56页

作者：董宏光王涛秦立民姚平经袁一大连理工大学化工学院过程系统工程研究所大连116012

为了有效解决精馏分离序列优化综合问题,研究邻域(超级)结构是成功实现寻优算法的前提。由于精馏分离序列与二叉树之间具有同构性,在数据结构上精馏分离序列可以抽象为二叉树,进而采用图论方法对其进行研究。本文运用组合数学理论深入... 详细信息

为了有效解决精馏分离序列优化综合问题,研究邻域(超级)结构是成功实现寻优算法的前提。由于精馏分离序列与二叉树之间具有同构性,在数据结构上精馏分离序列可以抽象为二叉树,进而采用图论方法对其进行研究。本文运用组合数学理论深入研究了精馏分离序列综合问题,简明分析了有序剖分问题的计算复杂性;通过二叉树相邻切分点变换机制,实现了对精馏分离序列的随机搜索;提炼出后序遍历相邻变换的等价规则,从而构造出高效演化邻域结构。

关键词：精馏分离序列邻域结构二叉树数据结构综合问题优化

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精馏过程单变量扰动原因的智能反演

高校化学工程学报 2016年第6期30卷 1300-1305页

作者：梁慧婷田文德靳满满项曙光青岛科技大学化工学院山东青岛266042

由于精馏过程存在大量扰动,使得扰动原因难以确定,扰动量信息诊断精度难以提高,本文对精馏过程扰动问题进行了研究。以精馏塔回流量(L)、上升蒸汽量(V)、进料组成(zF)及进料量(F)扰动为例,在单变量扰动的基础上,将物理领域的反演思想应... 详细信息

由于精馏过程存在大量扰动,使得扰动原因难以确定,扰动量信息诊断精度难以提高,本文对精馏过程扰动问题进行了研究。以精馏塔回流量(L)、上升蒸汽量(V)、进料组成(zF)及进料量(F)扰动为例,在单变量扰动的基础上,将物理领域的反演思想应用于精馏故障诊断,结合精馏过程内嵌机理,建立了各扰动量与欧氏距离之间的反演模型,经过运算实现扰动量的定量分析。并将此方法录入规则,以便嵌入专家系统,实现智能辨识扰动原因。本文将此方法运用到高纯度的二元精馏塔中,实现了单变量扰动原因的定量辨识,证明了该方法的有效性。

关键词：精馏单变量扰动反演智能辨识

精馏-吸附-膜分离耦合工艺制备高纯度酒精流程模拟

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化工进展 2021年第3期40卷 1354-1361页

作者：李春利程永辉李浩河北工业大学化工学院天津300130 化工节能过程集成与资源利用国家地方联合工程实验室天津300130

高纯度酒精广泛应用于食品、医药和石油化工等行业,国内外制备高纯度酒精的常用方法为酒精五塔精馏,但传统酒精精馏工艺往往伴随高能耗与高成本。为了解决上述问题,本文提出一种精馏-吸附-膜分离耦合新工艺,从乙醇发酵液中高效获得高纯... 详细信息

高纯度酒精广泛应用于食品、医药和石油化工等行业,国内外制备高纯度酒精的常用方法为酒精五塔精馏,但传统酒精精馏工艺往往伴随高能耗与高成本。为了解决上述问题,本文提出一种精馏-吸附-膜分离耦合新工艺,从乙醇发酵液中高效获得高纯度酒精。借助Aspen Plus流程模拟软件对精馏-吸附-膜分离耦合工艺进行研究,并用灵敏度分析工具对其精馏塔部分进行参数优化。结果表明,当精馏塔的塔板数为37、回流比为9、进料位置为第35块塔板、吸附剂采用天然沸石、膜分离用聚偏氟乙烯渗透汽化膜时,乙醇质量分数达到99.2%,乙醇回收率为65.6%。与传统五塔精馏方法相比不仅能获得高纯度酒精,而且能耗与设备成本相对较低,也充分提高了空间利用率,具有很好的工业前景。

关键词：流程模拟精馏吸附膜分离高纯度酒精

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反应精馏合成2-羟丙基甲醚的研究

化学反应工程与工艺 1999年第2期15卷 123-128页

作者：李凭力任延焦运伏高瑞昶王志王宇新王世昌天津大学化学工程研究所

以甲醇和环氧丙烷为反应物，采用均相连续反应精馏法合成了２－羟丙基甲醚。对三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾五种催化剂的催化活性和选择性进行了研究。考察了以三乙胺为催化剂时进料摩尔比和环氧丙烷进料速率对环氧丙烷... 详细信息

以甲醇和环氧丙烷为反应物，采用均相连续反应精馏法合成了２－羟丙基甲醚。对三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾五种催化剂的催化活性和选择性进行了研究。考察了以三乙胺为催化剂时进料摩尔比和环氧丙烷进料速率对环氧丙烷转化率、２－羟丙基甲醚选择性及收率的影响。

关键词：精馏羟丙基甲醚甲醇环氧丙烷涂料溶剂

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精馏-膜分离技术集成过程研究进展

化工进展 2018年第A1期37卷 12-18页

作者：王晓红张远鹏于新帅李明高青岛科技大学化工学院山东青岛266042

精馏-膜分离集成过程与传统精馏工艺相比,因其具有明显节能降耗的经济性优势,故工业应用日渐增多,所以对其进行全面研究更有理论和实际意义。本文介绍了膜分离的机理模型,根据膜的亲水性和亲有机性对膜材料进行分类,总结了精馏-膜分离... 详细信息

精馏-膜分离集成过程与传统精馏工艺相比,因其具有明显节能降耗的经济性优势,故工业应用日渐增多,所以对其进行全面研究更有理论和实际意义。本文介绍了膜分离的机理模型,根据膜的亲水性和亲有机性对膜材料进行分类,总结了精馏-膜分离集成过程的理论研究方法,并分别从脱水和脱有机物两方面介绍了精馏-膜分离集成过程的主要实验研究及工业应用研究进展。通过对现有研究分析发现,目前该集成过程在膜材料和集成优化理论研究方面存在一定局限性,使其未能在工业上得以广泛推广应用。基于上述全面分析,提出了一定改进思路。

关键词：精馏膜分离集成过程

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精馏技术研究进展与工业应用

化工进展 2016年第6期35卷 1606-1626页

作者：任海伦安登超朱桃月李海龙李鑫钢天津大学化工学院天津300072 精馏技术国家工程研究中心天津300072 北洋国家精馏技术工程发展有限公司天津300457

精馏是化学工业中应用最广泛的关键共性技术,广泛应用于石油、化工、化肥、制药、环境保护等行业。精馏具有应用广泛、技术成熟等优点,但存在设备投资大、分离能耗高等问题,因此研究开发新型高效传质元件、开发新型节能精馏技术,具有重... 详细信息

精馏是化学工业中应用最广泛的关键共性技术,广泛应用于石油、化工、化肥、制药、环境保护等行业。精馏具有应用广泛、技术成熟等优点,但存在设备投资大、分离能耗高等问题,因此研究开发新型高效传质元件、开发新型节能精馏技术,具有重要的社会意义和经济价值。本文从精馏塔类型、流体力学性能、传质性能、塔器大型化、过程节能、过程强化等方面,介绍了精馏技术的研究进展与工业应用。对于板式塔,从气液两相流动状态、压降、漏液和雾沫夹带方面研究了塔板的流体力学性能;对于填料塔,从压降、液泛和持液量方面研究了填料塔的流体力学性能,但目前的研究仍以经验关联式为主,缺乏严谨的的理论模型。对于气液两相的传质性能研究,简述了气液两相传质理论,但科学、精准的传质模型尚未提出。对于塔器大型化的应用研究,介绍了塔板、气液分布器和支撑装置等大型化关键技术的工业应用。从精馏过程典型节能技术、耦合节能技术、流程节能技术、低温余热回收和特殊精馏等方面,介绍了精馏过程节能与强化的应用进展。文章最后对精馏过程的传质、强化和集成进行了展望。

关键词：精馏过程节能过程强化流体力学传质