脂肪醇装置中酯分馏过程全流程模拟及优化

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1、北京化工大学硕士学位论文脂肪醇装置中酯分馏过程全流程模拟及优化姓名：刘剑峰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王健红2002.11.9北京化工大掌硕士掌位论文脂肪醇装置中酯分馏过程全流程模拟及优化摘要本课题研究的主要内容是运用流程模拟技术进行脂肪醇装置中酯分馏过程的全流程模拟及应用。酯分馏装置流程主要包括两个精馏塔和其他一些简单单元设备，本文主要是研究精馏过程，故建立了精馏塔稳态模型，并将其应用于实际生产装置的全流程实时动态模拟。该工艺过程的特点是流程结构复杂，组分繁多，体系非理想性强。甲酯分馏塔是本工

2、艺过程中典型的重要分离设备，文中对其进行了深入的分析和论证，建立了严谨的数学模型，并采用适当的数学方法进行了求解。在此针对体系的非理想过程，采用改进UNIFAC(Dortmund)<≤，、——，———“——一=

3、，、，-基团贡献法计算汽液平衡常数，解决了实验数据不足造成的局限。稳态模型建立的基础是MESH方程，即物料平衡方程、相平衡方程、组分加和方程和焓平衡方程。其解算方法与传统的三对角矩阵方法类似。内层迭代是将物料平衡方程和相平衡方程联立，化为三对角矩阵形式，由之解出各板液相组成后，通过泡点计算法求定各板新

4、的E—————————～温度和相平衡常数。外层迭代以汽相流率y为切断变量，通过热量平．／衡方程进行计算。此法能够大大提高⑦计算效率和稳定性。模型建立之后，对稳态模拟结果进行了讨论，其结果与生产实际厂相近似，从而验证了模型的正确性。(在对主要生产设备进行机理分析＼的基础上，并根据模拟计算结果及结合实际生产数据，对该装置进行诊断分析，挖掘其中蕴涵的内在规律，在预测的基础上进行系统优北京化工大掌硕士掌位论文化分析，提出解决问题的具体方案，预测了应用前景及取得的经济效益，并进行科学、严谨的考核。^由于本软件的开发具有

5、较强的机理性，从整体工艺的模拟情况看，●__。’。’__⋯_～整个模拟过程能够很好地反映出装置实际运行情况，它不仅可以作为操作人员分析生产过程的依据，而且也为技术人员进行优化生产、挖潜改造提供了一份参考资料。此研究成果成功地应用于大连华能化工厂一万五千吨／年脂肪醇装置的生产分析，并对生产装置的优化及控制、有一定的指导意义。r}关键词：过程模拟i精馏iU】蛆FAc妒or拄nun咄模型；优化P0弋(／n北京化工大学硕士掌位论文ProcessSimulationandOptimizationofEsterDisti

6、llationUnitofAliphaticAlcoholPlantABSTRACTThissubjectismainlystudyingsimulatingtheoverailflowsheetofEsterDistillationprocessintheproductionofAliphaticAlcoholanditsapplication．TheEsterDistillationprocessmainlyconsistsoftwodistillationcolumnsandsomeothersimpl

7、eunits．Sincethedistillationprocessisfocusedonthisstudy,thestablestatemodelisestablished，whichisalsousedtotherealtimesimulationandpracticalprocess．Thecharacteristicsofthetechnologicprocessarethecomplicatedstructure，numerouscomponentsandthehighlynon·idealsyst

8、em．Thetwodistillationtowersarethetypicalseparatingequipmentsinthisprocess．Thispaperdeeplyanalyzedanddemonstratedthem，establishedarigorousmathematicalmodelandsolvesitwithpropermathematicalmethod．Astothenon-linearprocessofthesystem，wecalculatetheconstantofthe

9、vapor-liquidequilibriumbymakinguseoftheModifiedUNIFACMethod(Dortmund)tosolvetheproblemofthelackofexperimentaldata．ThebasisofstablemodelisMESHequation，ormass，vapor—liquid，componentaddition，andenthalpyeq