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时间:2019-03-12
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1、天津大学硕士学位论文gPROMS在化工中的应用姓名:武秀丽申请学位级别:硕士专业:化学工程指导教师:李士雨20070101中文摘要gPRoMSV3.0是帝国理工学院(ImperialCollegeLondon)PSE(ProcessSystemEnterpriseLtd.)研究中心2006年推出的最新研究成果,具有卓越的化工过程建模、求解与优化功能。论文通过3个典型化工过程研究了gPRoMS的模拟、参数估计、优化及与外部软件EXCEL的连接功能,通过1个较复杂过程,研究了gPROMS模拟复杂过程的能力。即(I)以邻二甲苯氧化生产苯酐过程研究gPROMS的模拟功能;(2)以偏三甲苯液相空气
2、氧化过程研究gPROMS的参数估计及其与ExcEL的连接功能;(3)以青霉素半连续发酵过程研究gPRoMS的优化功能;(4)以甲醇一水双塔精馏过程研究gPRoMS模拟复杂过程的能力。建立了邻二甲苯氧化生产苯酐过程二维动态模型方程,利用gPROMS求解,通过模拟结果及进料口温度和冷却剂温度对反应的影响分析,表明gPRoMS能很好模拟邻二甲苯氧化生产苯酐过程。利用gPROMS估计偏三甲苯液相空气氧化过程动力学参数,估计结果同文献计算值相比,更与试验数据吻合;完成外部数据库ExCEL文件,通过gPROMS的连接,实现偏三甲苯液相空气间歇、连续氧化过程数据的在线导入导出。在青霉素发酵过程非结构模
3、型的基础上,在满足比生长率、基质浓度及体积约束的条件下,以青霉素浓度最大化为目标建立优化函数。用gPROMS求解、寻优。通过调节初始浓度和改变加料方法,获得最优结果是原始结果的五倍多,表明gPRoMS具有强大的优化功能。以新型甲醇精馏过程一主塔为高压塔和常压塔双塔精馏为例,在gPRoMS中构造模型,逐级分解模块。在给定的分离条件下,通过进料流率、回流比对塔顶产物浓度的影响,进料板处温度及塔内温度的变化,证实模拟结果符合理论分析与实际操作过程,表明gPROMS能方便地模拟复杂精馏过程。关键词:gPROMS模拟参数估计优化EXCELABSTRACTReleasedin2006,gPROMSV
4、3.0(generalProcessModellingSystem)isthelatestproductionofProcessSystemEnterpriseLtdinImperialCollegeLondon.Ithaseximiousmodelingfunction,calculationandoptimizationfunctionsinchemicalengineeringprocess.ThegPROMS’functions:simulation,parameterestimation,optimizationandthecombinationwithEXCELhavebee
5、nstudiedthroughthreetypicalchemicalprocesses.Fromacomplexprocess,itcallbestudiedthatgPROMScouldsimulatecomplexprocess,thatis:(1)thesimulationfunctionhasbeenstudiedfromtheprocessofo-xyleneoxygenatedtophthalicanhydride;(2)theparameterestimationandthecombinationwithEXCELhavebeenstudiedfromtheprocess
6、ofoxidationforliquid1,2,4-trimethylbenzenewithair;(3)theoptimizationfunctionhasbeenstudiedfromthepenicillinfed—batchfermentationprocess;(4)thecapabilityofsimulatingsomecomplexprocesshasbeenstudiedfromthemethanolrectifyinbi—column.2一Ddynamicmodeloftheoxidationprocesshasbeensetupintheprocessofo-xyl
7、eneoxygenatedtophthalicanhydride.FromthegPROMS’simulatingresultandtheeffectoffeedandrefrigeranttemperatureonreaction,itshowsthatgPROMScouldsimulatetheprocessofo—xyleneoxygenatedtophthalicanhydridewell.Dynamicparameters
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