探究甲醇羰基合成生产醋酸装置仿真培训软件平台的研制

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1、北京化工大学硕士学位论文甲醇羰基合成生产醋酸装置仿真培训软件平台的研制姓名：秦竹申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王健红;王恺20051118北京化工大学工程硕士学位论文甲醇羰基合成生产醋酸装置仿真培训软件平台的研制摘要建立了醋酸装置的动态机理模型，并以某化工厂的20万吨／年醋酸装置为应用背景，开发出一套全流程的实时动态仿真培训系统。本论文采用“分段集总”的思想，将整个塔设备视为含C个组分的N级串联的连续搅拌槽。根据汽液两相传质的动态特性与进出料情况将实际塔板集总为“塔顶段”、“侧采段”、“进料段”、“

2、塔釜段”等相应的搅拌槽，每段近似抽象为一“虚拟理论级”，每一“虚拟理论级”汽液达到相平衡。由此，建立了精馏塔动态模型。本文在求解数学模型的过程中选择了序贯模块法、双层法等适宜的解法。采用定容闪蒸模型，保证了气化分率、压力计算的准确、快速。本文的主要目的是研制开发20万吨／年醋酸装置的实时动态仿真系统。该系统将主要用于培训装置操作人员，熟悉工艺流程，提高其操作水平，以期顺利地完成装置开车任务。仿真培训系统运行实践表明，仿真过程与实际过程的宏观特性一致，证明了模型的正确性。并通过仿真实验，研究了反应器的动态特性，对

3、实际生产具有一定的指导意义。关键词：醋酸，反应器，精馏塔，仿真北京化工大学工程硕士学位论文MODELINGOFACETICACIDPROCESS0FMETHANOLCARBOBYLATIoNANDTHEDEVELOPMENToFSIMULATIONSYSTEMABSTRACTAdynamicrigorousmodelwasbuilt，andareal—timedynamicsinmlationsystemwasdeveloped012thebaseof200thousandtonsofaceticacidper

4、yearofachemicalplant．Accordingtotheideaof“segmentingandcentralizing”，fractionatingtowercanbedividedintomanysections．Everysectioncanbeabstractedasafictitioustheorystanding．ThegasstateandliquidstateofeverystandingCanreachstateequlibrium．Theflashmodelwithconsta

5、ntvolumeisadoptedhere，SOthevaporfractionandthepressureofeachstageCanbeacquiredmoreprecisely．Themainpurposeofthepaperwastodevelopareal—timedynamicsimulationsystemof200thousandtonsofaceticacidperyearofachemicalplant．Thesystemwasmostlyusedtotrainjockeies，befami

6、liarwithtechnologyflow，enhancetheirlevalofoperating，SOthattheycouldsuccessfullyfinishthetaskofstartingworking．Thesimulationsystem’Srunningshowedthatthesimulationprocesswaswellagreementwiththeindustrialprocess．Sowecansaythatthemodelusedinthesystemisaccurate．T

7、hroughprocesssimulation，westudiedthereactors’北京化工大学工程硕士学位论文dynamicperformance．AllthosewillsurelybeusefultotheindustriesKEYWORDS：aceticacid，reactor，distilationcolumn，simulation北京化工大学工程硕士学位论文符号意义说明符号说明组分i的定容比热汽相在节点内的持料量汽相在与节点相连的管道m中的质量流量与节点相连的汽相质量分率节点的汽相质量分率液相

8、的密度表示节点i和节点k之间的流体质量流量与内节点i相连的内节点总数表示外节点压力组分液相焓计算公式参数汽相焓(kJ／km01)组分汽相焓计算公式参数摩尔相变热(kJ／km01)临界温度(K)正常沸点(K)0魄吨‰o所‰，№也Hh叭m叭删％瓦北京化工大学工程硕士学位论文分子中i种基团的个数临界压力(bar)临界体积(C／n3／m01)基团对温度、压力和体积的贡献值液体在沸点下的体积(c