反应精馏隔壁塔的模拟研究
摘要：以乙酸甲酯酯转换体系为例提出了一种反应精馏隔壁塔的设计和优化方法,应用该方法可将常规双塔反应精馏序列转化为反应精馏隔壁塔并保证各操作参数的最优值。首先通过在反应精馏塔与甲醇塔之间交换汽液相物流来实现反应精馏隔壁塔的简捷设计;然后利用Aspen Plus模拟软件,对常规反应精馏序列和反应精馏隔壁塔进行了模拟分析;最终以2个产品的纯度以及2个再沸器总负荷为目标函数进行了系统优化。结果表明：与常规反应精馏序列相比,反应精馏隔壁塔不但可以节能15.19%,提高热力学效率0.35%,而且能大幅度地减少CO2排放量。研究表明：反应隔壁精馏塔不但在乙酸甲酯酯转换体系上存在很大优势,而且在节能减排和减少设备投资上具有较大的潜质。煤矸石中铝的酸浸动力学
摘要：立足于枣庄地区丰富的煤矸石资源,为探求其高值化开发利用途径,采用焙烧活化及盐酸浸取法对煤矸石中铝的提取过程进行系统的研究。对影响铝浸出率的因素如矸石粒度、焙烧温度和时间、酸浸液浓度、搅拌时间和速度、固液比等进行了考察,并对浸取过程动力学进行了研究。结果表明：对于粒度为60目的煤矸石,在焙烧温度650℃,焙烧时间60 min,HCl浓度4 mol/L,浸出温度30℃,浸出时间2 h,固液比（质量体积比）（1∶4）g/mL的条件下,煤矸石中铝的浸出率可高达85%。对煤矸石中铝的浸出动力学研究表明,该浸出过程符合未反应收缩核模型,该浸取过程速率受化学反应控制。高黏体系中最大叶片式搅拌桨直径的CFD优化
摘要：以黄原胶溶液为研究体系,借助于计算流体力学（CFD）方法研究了采用不同直径的最大叶片式搅拌桨时釜内流体速率分布、死区体积、剪切速率、表观黏度和总体流体状况等参数。研究发现：在保持功率不变的前提下,随着桨径的增大,釜内循环区影响范围变广,全釜平均液相速率逐渐增加,速度分布均匀度有所提高,死区体积明显下降。对于研究的搅拌体系,最大叶片式桨适宜直径为0.276 m。当桨径再继续增大直径时,釜内死区减少不明显,同时搅拌桨的剪切性能恶化。典型垃圾材料的热分解动力学
摘要：对垃圾材料的热分解动力学研究目的在于研究垃圾材料的热解特性,文中对典型垃圾材料聚氯乙烯（PVC）和纸进行热分解动力学研究。用综合热分析仪分别测试PVC及纸在升温速率为10,15,20,30 K/min时的TG-DSC曲线,获取PVC和纸在最大质量损失速率时的温度Tmax及其他动力学参数。然后用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法处理实验数据并且计算得出PVC和纸在最大质量损失速率温度Tmax时的活化能和指前因子。计算结果为：采用Kissinger最大质量损失速率法求得PVC的活化能E=35.98 kJ/mol,指前因子A=8.7×10^5;纸的活化能E=55.15 kJ/mol,指前因子A=9.5×10^7。用Flynn-Wall-Ozawa法求得PVC的活化能E=38.029 kJ/mol;纸的活化能E=40.426 kJ/mol。结果表明：垃圾的成分复杂,影响其热分解的因素较多,采用单一的动力学研究方法难以得到满意的实际应用结果。筛板精馏塔的板效率研究
摘要：在直径为0.75 m,塔高4 m的不锈钢热模塔内,以正庚烷-环己烷为物系、在常压、全回流条件下,进行筛板塔传质效率的研究,选取孔径为13 mm和6 mm,开孔率为3.9%和6.4%的塔板,测试了这些塔板的气液相默弗里板效率,通过排列组合,考察了孔径、不同塔板位置和出口堰高对传质效率的影响,并进行了传质效果对比。此外还运用AIChE传质模型计算了默夫里板效率,并与实验值进行了比较。实验结果表明：在泡沫接触状态下,堰高的增加有利于板效率的提高,孔径6 mm的塔板传质效果较好,喷射接触状态下,堰高对传质效率没有影响;此外模拟计算的塔板效率值接近于实验值,研究结果为工业设计与放大提供了依据。催化精馏合成乙酸乙酯的工业试验
摘要：以固体酸为催化剂,在中试催化精馏塔中进行了乙酸与乙醇反应制备乙酸乙酯的工业试验,试验塔的精馏段塔径为600 mm,内装陶瓷规整填料,反应精馏段塔径为1 000 mm,内装7层立体催化精馏塔板。采用连续操作,考察了不同的回流比、釜酸质量分数、进料流量对反应和分离过程的影响,同时测定了塔板上气液相质量分数的分布。通过试验得到了适宜的操作条件：当回流比（质量比）为3.5—4.5,釜酸质量分数为60%—80%,进料流量为150—600 L/h时,酯化塔顶中乙酸乙酯质量分数为84%—92%,乙酸质量分数低于0.003%,该催化精馏工艺可长期连续稳定操作,年产乙酸乙酯4 000 t。在此基础上采用Aspen Plus过程模拟软件对该工艺过程进行模拟计算,模拟结果与试验结果吻合较好。中间换热器及热泵对复杂塔处理能力的影响
摘要：为了研究复杂精馏塔扩容改造,文中运用流程模拟软件及Liu与Jobson提出的面积利用率曲线（FUA曲线）研究了安装中间冷凝器、中间再沸器及热泵对复杂精馏塔处理能力的影响。由模拟及计算结果可得基础工况的FUA曲线,根据该曲线形状可以确定：当复杂精馏塔处理量增加时,哪些塔板将成为其处理能力提高时的＂瓶颈＂;中间换热器及热泵的合理安装位置。同时,由FUA曲线的形状可知能否通过安装中间换热器及热泵增加复杂精馏塔的处理能力。对文献中报道的实例进行研究,结果表明：FUA曲线法是复杂塔扩容改造分析的有利工具之一。水-丙烯酸-甲基异丁基甲酮体系液液平衡数据的测定与关联
摘要：为萃取-共沸精馏法分离丙烯酸水溶液选择适宜的溶剂,采用液液平衡釜,在常压下测定了293.15,303.15,313.15 K下水-丙烯酸-甲基异丁基甲酮三元体系的液液平衡数据。使用Hand方程对实验数据进行拟合,相关性系数的平方均大于0.99。利用Aspen Plus过程模拟软件的数据回归系统,分别采用非随机双液（NRTL）和通用似化学（UNIQUAC）活度系数模型对实验体系的液液平衡数据进行回归,得到了相应热力学模型参数,利用所得参数计算了相应的液液平衡组成,并与实验值比较,均方根偏差均小于0.014。绘制了液液平衡相图。结果表明：NRTL和UNIQUAC模型计算值均与实验值吻合较好。工程建设项目信息
摘要：中国石油宁夏石化公司500万t/a炼油改扩建工程在宁夏建设,中国寰球工程公司承担基础设计。假塑性流体在双螺带桨搅拌釜内停留时间分布
摘要：采用电导率法研究了羧甲基纤维素水溶液假塑性流体在双螺带搅拌釜内的停留时间分布（RTD）情况,考察了物料黏度、流量、搅拌转速和转向对停留时间分布的影响。发现假塑性流体在釜内的停留时间分布类似于全混釜,但有一定的拖尾现象。物料黏度对平均停留时间和当量全混釜数影响不大;随着流量增大,平均停留时间减小,而当量全混釜数基本不变;随着转速的增大,平均停留时间和当量全混釜数略有增大,说明增大转速对混合反而不利。根据实验结果,提出了搅拌釜的流动模型。柔性立管管径对严重段塞流特性的影响
摘要：用于将海底原油及天然气举升到海上平台的S型柔性立管是海洋石油工业中的重要设备。为研究柔性立管尺寸对严重段塞流特性的影响,在集输-S型柔性立管系统上分别实验研究了立管内径等于和大于集输管道内径时严重段塞流的特征参数规律。该实验环路内径为50 mm,由水平环路、倾角为-2°的下倾段和S型柔性立管组成,其中水平段长为114 m,下倾段长为16 m,柔性立管垂直高度为15.3 m,全长为24 m。实验发现：不同立管管径中的一个严重段塞流周期都由积液、排液、气体进入和气液喷发4个阶段组成,且周期会随气、液表观流速的增大而减小,液塞长度会随液相表观速度的增大而增大,随气相表观速度的增大而减小。通过对比2种立管管径对严重段塞流特征参数的影响,发现增大立管管径会略微扩大严重段塞流区域,降低严重段塞流的周期和液塞长度。多级鼓泡塔中液相返混系数与交换速度的研究
摘要：采用示踪方法对高2 000 mm,内径282 mm多级筛板鼓泡塔内液相返混系数进行测量研究,并通过扩散-返混模型以及RTD曲线给出鼓泡塔内筛板上下二侧液体交换速度,同时考查了表观气速、开孔率等因素对轴向扩散系数与液体交换速度的影响。根据实验得出鼓泡塔内轴向返混系数以及液体交换速度与表观气速、开孔率有很大关系,均随表观气速以及开孔率的增大而增大。对于空塔中轴向扩散系数,实验计算值与文献中所提出的关系式相吻合。筛板的开孔大小也影响到液体交换速度,开孔孔径越大,气泡越容易通过,对液体的阻碍力也降低,使气液更容易交换,从而使筛板二侧的液体交换速率增加。另外,鼓泡塔内液体交换速度规律与文献中结论基本一致。邻苯二甲酸酐与烯丙醇酯化反应动力学
摘要：为给邻苯二甲酸二烯丙酯的中试放大乃至工业生产提供必要的动力学数据支持,在前期工艺探讨与优化工作基础之上,文中较为系统地研究了无催化剂和以对甲苯磺酸为催化剂条件下,邻苯二甲酸酐与烯丙醇合成邻苯二甲酸二烯丙酯的反应动力学。经模型简化,分别得出了第2步关键反应在这2种反应条件下的反应级数、反应速率常数、表观活化能和指前因子。结果表明：无论是在无催化剂条件还是以对甲苯磺酸为催化剂条件下,第2步酯化反应速率对单酯酸和烯丙醇的反应级数是相同的,分别为2和1。此外,对甲苯磺酸催化效果明显,可使反应表观活化能和指前因子分别由无催化剂条件下的65.13 kJ/mol和8.47×10^5 L2/（mol2.min）降至35.24 kJ/mol和4.46×102 L2/（mol2.min）,同时反应速率常数由0.001 9 L2/（mol2.min）升高到0.009 4 L2/（mol2.min）（393 K温度基准）,提升了近4倍。间戊二烯和顺酐反应动力学
摘要：C5和顺酐反应合成粗甲基四氢苯酐是生产甲基四氢苯酐及甲基六氢苯酐的关键步骤。为了研究C5中间戊二烯与顺酐反应动力学,选择合适溶剂并设计单因素多水平方案,考察了顺酐与间戊二烯摩尔比（0.4—1.1）、反应温度（15—45℃）、溶剂（甲基四氢苯酐、甲苯和丙酮）等因素对反应的影响,测定了间戊二烯与顺酐反应的动力学数据。依据Diels-Alder反应的基本原理,建立了动力学模型。利用数值计算方法对实验数据进行线性拟合,分别得到了以甲基四氢苯酐、甲苯和丙酮为溶剂时的活化能和指前因子,结果表明反应符合二级反应。不同溶剂对反应的活化能影响较小,对指前因子影响较大,其中以甲基四氢苯酐为溶剂时的反应活化能和指前因子为最大。基于简单碰撞理论化学反应动力学数值模拟
摘要：寻找合适和有效的数值模拟方法,对于越来越复杂的化学反应动力学研究有着重要的意义。以简单碰撞理论（SCT）模型为出发点,可以得到一种准确有效的化学动力学方程的数值求解方法。基于SCT的化学反应动力学数值模拟方法编程方便简单,具有较高的精度,与化学动力学过程机理相似,能体现化学动力学的过程。使用该方法对n级简单反应、连续反应和综合化学反应进行模拟计算,将模拟结果与这些化学反应的解析解结果进行对比发现,模拟结果与这些化学反应的解析解相对误差小于0.5%。煤气化黑水作为石油焦浆稳定剂的实验研究
摘要：石油焦比煤具有更高的热值,同时价格低廉,利用石油焦浆气化制备合成气具有很大的优势。石油焦浆气化的第1步是制备水焦浆,采用煤气化黑水作为石油焦浆的稳定剂,不仅节约了稳定剂的成本,还解决了黑水的处理和对环境的污染问题。文中通过逐步提高石油焦浆制备过程中黑水与去离子水的添加比例,采用干磨湿混的方式制浆,测定了石油焦浆在剪切应力为100 s-1时的黏度,并观察其流动性及稳定时间等各项指标,考察了黑水对石油焦浆稳定性的影响。结果表明：黑水能够有效提高石油焦浆的稳定性,提高屈服应力。石油焦添加黑水最高可制备出固体颗粒质量分数为73%的水焦浆,其稳定性和黏度、流动性均满足工业气化用浆要求。聚丙烯腈超滤膜的制备
摘要：为了得到高性能的超滤膜,采用相转化法,以聚丙烯腈（PAN）为原料,N-甲基-吡咯烷酮（NMP）为溶剂,制备了聚丙烯腈超滤膜。采用纯水通量以及膜对牛血清蛋白（BSA）的截留率作为评价标准,并使用扫描电镜对膜结构进行表征。研究了聚合物质量分数、添加剂种类、凝胶浴温度、凝胶浴种类对膜性能的影响。研究发现：在一定范围内提高聚合物质量分数、在铸膜液中加入质量分数3%含羟基的小分子添加剂、降低凝胶浴的温度或者在凝胶浴中加入质量分数10%NaCl都会提高膜的截留性能,而膜的纯水通量会有不同程度的变化。实验结果表明：使用质量分数3%的LiCl.H2O作为添加剂时,可制得性能较好的超滤膜,膜纯水通量为227.52 L/（m2.h）,BSA截留率为97.70%。涡流分级机蜗壳内水平隔板对其流场的影响
摘要：为了探究蜗壳结构对涡流空气分级机流场特性的影响,文中利用Fluent软件对蜗壳内增加不同数目水平隔板的涡流空气分级机流场进行数值模拟。研究表明：蜗壳内水平隔板数目对流场速度以及环形区湍流耗散率有不同影响,存在临界隔板数使流场轴向速度分布均匀,在本文条件下的临界隔板数为3;在蜗壳中增加水平隔板可以对转笼外柱面处切向速度产生不同影响,在文中条件下增加1—3层水平隔板可以在一定程度上减小转笼切向速度与气流切向速度的差值,从而改善转笼叶片间的惯性反漩涡;随着隔板数的增加,湍流耗散率得到显著提高,物料分散性变好;涡流空气分级机的结构设计中应当考虑水平隔板对分级流场的影响。
