醋酸装置建模与仿真系统开发

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1、北京化工大学硕士学位论文醋酸装置建模与仿真系统开发姓名：陶凤云申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：姚飞2002.11.1北京化工大学硕士学位论文醋酸装置建模与仿真系统开发摘要建立了醋酸装置的动态机理模型，并以大庆石化总公司化二I：：厂的10万吨醋酸装置为应用背景，开发⋯一套全流程的实时动态仿真培训系统。由于醋酸分子问形成氢键引起气液相分子的缔合，导致黎个物系严重偏离理想行为。液相的非理想性及缔合效应可用活度系数加以校正，而气相中的缔合效应则引入一个缔合校正因子进行修正。对于醋酸生产的核心设备——鼓泡塔反应器，采用

2、了多级返混模型进行研究。一方面，用“分段集结”的思想，化分布参数模型为集中参数模型，有效地减少了计算量；另一方面，应用流体力学对气液相流量和级问返混进行计算，提高了模型对非稳态过程的模拟精度。在精馏塔动态模型中，描述了逆向流，计算气相滞料量，从而计算各板压力，使各板的水力学计算更加符合实际情况，对全塔的模拟也更为逼真。采用定容词蒸模型，保汪了气化分率、压力计算的准确、快速。采用三对角矩阵联解压力和气相流量，避免了计算结果的振荡。——～一f，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。

3、并通过仿真实验，研究了反应器的动态特性，找到了最佳操作条件，对实际生产具有一定的指导意义。上＼／关键词：醋酸，反应器；精馏塔；仿真、，式北京化工大学硕士学位论文MoDELINGoFACETICACIDPRoCESSANDTHEDEVELoPMENToFSIMULATIoNSYSTEMABSTRACTAdynamicrigorousmodelissetup，andareal-timedynamicsimulationsystemisdevelopedonthebaseof100thousandtonsofaceticac

4、idsperyearofachemicalplantbelongtoDaQingPetro-ChemicalCorporation．Becauseoftheassociationeffectsduetohydrogenbondsbetweenaceticacidmolecules，thewholesystemdeviatesseverelyfromidealconditions．Theactivitycoefficientcanbeadoptedtorevisenon—idealandassociationeffect

5、sinliquid．Forgas，allassociationcoefficientisintroduced．Forthebubblecolumnreactors，whicharethecmciMdevicesintheaceticacidproduction．amulti—stagereversionmodelisadopted．Ontheonehand，theideaof“segmentingandcentralizin岔’isusedtochangethedistributingmodeltoacentraliz

6、ingmodel．SOthecalculationlpadcanbesharplyreduced．Ontheotherhand，hydrodynamicsisusedtocalculatethefluxandreversionofgasandliquidbetweenstages．SOtheaccuracyofthemodelforthedynamicsimulationisgre础yimproved．IIlthedistillationcolumnmodel．reversingflowisconsideredSOas

7、toimprovetheaccuracyofthemodelforthenon．steadystateconditions．Thegasholdisconsideredinthemodel，SOthepressureforeachstageCanbecalculatedmoreprecisely．嘞坊ehydrodynamicscalculation．thesimulationofthewholecolumnisaccordedbetterwiththefacts．Theflashmodelwithconstantvo

8、lumeisadoptedhere，SOthevaporfractionandthepressureofeachstageCanbeacquiredmoreprecisely．Surgingconditionshavebeenavoidedbycalculatingthepressureandgasfluxbythediagona