探索醚化反应精馏过程的模拟与分析

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1、青岛科技大学硕士学位论文醚化反应精馏过程的模拟与分析姓名：焦子华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周传光;金思毅20040101青岛科技大学研究生学位论文醚化反应精馏过程的模拟与分析摘要当今社会对汽油质量要求越来越高，为满足优质汽油调配的需要，醚的需求量大大增加。目前，石油加工行业正逐渐采用反应精馏新工艺取代传统的流程生产醚。反应精馏过程由于化学反应的引入，变量之间具有高度的耦合性，实际操作变的非常复杂，操作压力、回流比、进料位置等的微小变化都会引起过程的显著变化。因此，丌展醚化反应精馏过程的模拟与分析工作，

2、具有1份重要的理论意义和应用价值。本文在醚化反应精馏过程这一领域早进行了深入的研究。主要研究内容如下：(1)分别以非平衡级(NEQ)模型和物理化学平衡级(PCE)模型为基础，应用ASPENPLUS模拟软件对合成甲基叔丁基醚(MTBE)的醚化反应精馏过程进行了模拟计算与比较，结果表明使用PCE模型就可以很好的模拟该过程。(2)针对合成MTBE和乙基叔丁基醚(ETBE)醚化反应精馏过程，在PCE模型的基础上，分别采用UNIQUAC．RK和UNIFAC热力学模型，探索醚化反应精馏过程的操作特性，分析了操作压力、回流比、进料

3、位置、热负荷、惰性组分以及反应区等因素对过程的影响，得到了可以指导生产的重要结论。(3)在ASPENPLUS单变量模拟分析的基础上，应用正交设计法对合成MTBE和ETBE醚化反应精馏过程进行多变量模拟试验，判断影响试验结果的各种瞪素的重要性，然后在此基础上得到优方案。(4)BP人工神经网络可以直接反映系统输入与输出之间的关系，而不需知道系统机理上的细节性问题。在ASPENPLUS模拟合成MTBE过程和『F交设计分析醚化反应精馏过程的模拟与分析的基础上，将反应区高度、回流比和惰性组分流量作为输入变量，分别以I-BUTE

4、NE转化率和再沸器热负荷为目标函数，建立了人工神经网络模型，对合成MTBE过程做了进一步的模拟研究。结果表明该模型具有足够的精度，可以较好的模拟醚化反应精馏过程，用于工业过程的优化控制。关键词：反应精馏数学模拟MTBEETBEASPENPLUSBP神经网络青岛科技大学研究生学位论文STUDIESONTHESIMULATIONANDANALYSIS0FETHERREACTIVEDISTILLATIONSYSTEMABSTRACTNowadayssocietyhasmoreneedforthequalityofthega

5、soline．Drivenbythis．themovetowardsgasolinereformulationiSexpectedtoleadtoa1argeincreaseinthedemandforethers．Sousingthereactivedistillationsystemtoproducetheetherdevelopsveryfastinthefieldofpetrochemical，Becauseofthereactionintroducedinthedistillationsystem．them

6、echanismofthereactivedistillationprocessiSmoresophisticatedthantheconventionaldistillationprocess．SotheworkofsimulationiSinterestingandsignificant．Someresearchworkhasbeendonedeeplyinthefieldofetherreactivedistillationsystem．ThemainworkofthispaperiSasf01lOWSIl，O

7、nthebasisofNEQandPCEstagemodels，withthesimulatorASPENPLUS．wesimulatethesynthesisofMTBEandcomparetheresultsoftWOmodels．WecanseethatthePCEmodelcansimulatetheprocesswell．2．Based0nPCEmodel．usingUNIQUAC—RKandUNIFACmethodsrespectively,weinvestigatethesynthesisofMTBEa

8、ndETBE．Weanalyzetheeffectsofoperationalpressure，refluxratio，thefeedstage，theheatduty，theflowrateofinertmaterialandthereactivezoneontheprocessandgetusefulguidelines．3．Theorth