一、一种新型混相反应精馏塔结构设计（论文文献综述）
杨宇[1]（2021）在《双隔离壁反应精馏塔的结构与分析》文中提出反应精馏是一种有效的过程强化技术,在化学工程领域具有重要地位。然而目前提出的常规反应精馏结构不能适用于所有分离物系,尤其是针对具有最不利相对挥发度排序（The most unfavorable ranking of relative volatilities:MURRV）的四元可逆反应,往往需要后接多个常规精馏塔（CDC）才能实现有效的反应分离,且针对放热反应和吸热反应的分离需采用不同结构,反应区间和分离区间也存在能量耦合程度较低的缺陷,这带来较大的操作能耗,因此需开发新的结构来解决上述问题。隔离壁技术因能简化结构、增加设计选择性及强化热耦合等优势实现明显降低费用的效果而被广泛研究。综合上述内容,本文在ER-RDC中引入隔离壁技术,设计出8种双隔离壁反应精馏结构（R-DDWDC）,分别用于分离放热反应和吸热反应。基于试错法和最速下降法搜索出最优稳态结构,并依托理想四元可逆反应案例对提出的R-DDWDC的可行性和有效性进行评估。（1）采用物质传递策略设计了 R-DDWDC1和R-DDWDC5结构。新结构通过在原液相侧线物流基础上引入气相回流,实现了连接物流处左右两侧塔板物质耦合;分别将连接物流处上下两塔塔壳等效成两块水平隔板,从而形成单塔结构,减少一个塔壳及其占地费用。（2）提出了侧线物流反应物浓度限制策略设计了 R-DDWDC2和R-DDWDC6结构。新结构通过将两隔板错位移动和反向延伸,限制未转化反应物进入分离塔中的摩尔分数,增强预分离效果,同时提高反应和分离区间物质能量耦合程度。（3）提出协调隔板分割配置策略设计了 R-DDWDC3和R-DDWDC7结构。新结构通过进一步协调右侧隔板位置和某一生成物采出位置,实现了降低分离操作所需能耗的目的。（4）采用换热器耦合策略设计了R-DDWDC4和R-DDWDC8结构。新结构通过合并塔壳和换热器,将两隔离壁置于反应段一端,减少了一个换热器、两个塔壳及其占地费用。R-DDWDC结构降低了操作能耗的事实,验证了引入隔离壁技术能够克服多塔问题,实现降低操作能耗的效果。其中R-DDWDC7由于具备最低的换热器热负荷和良好的稳态性能而成为最优选择。
赵霏[2]（2021）在《基于反应精馏的苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺研究》文中提出苯基乙基丙二酸二乙酯是一种中枢神经药物的有机中间体,用于生产苯巴比妥、扑痫酮等神经性药物。现有合成工艺采用20%乙醇钠作为催化剂,苯乙酸乙酯、碳酸二乙酯与溴乙烷为原料,经克莱森酯缩合反应与乙基化反应合成产品。该工艺存在间歇操作、生产周期长等问题制约反应效率。因此,开发苯基乙基丙二酸二乙酯高效合成工艺,提升工艺生产效率具有重要意义。采用反应精馏技术对克莱森酯缩合反应进行改进,通过实验确定了克莱森酯缩合反应时间、原料配比以及乙基化反应时间等对于产品收率的影响。优化后的克莱森酯缩合反应时间为2 h,苯乙酸乙酯与碳酸二乙酯配比为1:4,乙基化反应时间为3 h。基于COSMO-SAC模型计算了反应体系各物质间的无限活度稀释系数并对数据进行回归,得到体系间的交互作用参数。对年产1400 t苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺进行模拟,基于序贯迭代优化序列优化工艺参数。利用能量、经济、环境与（火用）分析方法,评估工艺的可行性。结果表明:该工艺的运行成本为1.597×107$/y,设备成本为4.596×105$/y;产品市场价格不低于2.1×104$/t时,工艺具备工业应用潜力;反应精馏单元的高能耗造成的全球变暖潜能（GWP）和酸性气体潜能（AP）分别占工艺总排放的58.9%与50.28%;分离纯化单元的（火用）损失最高,占整个生产工艺（火用）损失的48.1%。设计了双塔变压间歇精馏与多储罐双塔变压间歇精馏工艺对回收的溴乙烷-乙醇共沸物与碳酸二乙酯-溴乙烷-乙醇三元单共沸混合物进行分离。基于带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,分别以两种分离工艺的设备费用与二氧化碳排放作为目标函数,高压塔操作压力作为决策变量,对工艺参数进行多目标优化。双塔变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺的高压塔操作压力为7 atm,工艺的设备成本为2.142×105$/y,二氧化碳排放为1.146×106 kg/h,TAC为1.942×105$/y;多储罐双塔变压间歇精馏工艺的高压塔操作压力为7 atm,工艺的设备成本为2.635×105$/y,二氧化碳排放为3.990×105 kg/h,TAC为1.294×105$/y。
王之宇[3]（2021）在《热耦合空分塔的节能优化与最优结构设计研究》文中提出低温空分,作为一种广泛用于从空气中大规模分离纯氧或纯氮等工业气体的工业过程,在能源、化工、医药、冶炼等方面都有重要应用。同时,低温空分却也是一种能量密集型的工业过程。据估计,仅低温空分单种设备,其能耗即占全国总能耗的约5%。近年来,节能减排越来越成为绿色循环低碳发展的重要抓手。尤其是,整体煤气化联合循环、富氧燃烧等高效低排放的先进能源利用技术快速发展,而这两类系统都需要依靠空分设备制氧。低温空分由于本身热效率低、能耗高,已成为以上先进技术大规模推广的瓶颈之一。热耦合空分塔是一种新型节能空分设备,但由于该设备具有强耦合、强非线性的特点,节能优化与结构设计更为困难。因此,本文以挖掘热耦合空分塔的节能潜力为目的,针对热耦合空分塔的节能优化与结构设计难题,提出了热耦合空分塔的建模以及优化求解方案,并得到了热耦合空分塔的最优操作参数与结构参数、新型热耦合结构、热耦合配置等优化结果。本文的主要工作及创新点如下:（1）分析了热耦合空分塔操作条件与基本结构参数对设备能耗与成本的影响,并进行了优化研究。针对全塔耦合结构空分塔的换热器换热能力等结构参数以及高压塔压力、进料热状况等操作条件进行了优化,得到了4个结果,相比于常规空分塔表现出良好的节能效果。（2）针对热耦合空分塔结构设计的一个关键参数,即精馏塔的塔板数展开了优化研究。在热耦合空分塔中塔板数具有与在常规空分中不同的作用,因此存在能耗最低的最优塔板数。为了进一步挖掘热耦合空分塔的节能潜力,提出了塔板数与换热器换热能力的综合优化问题。进一步地,对不同塔板压降下的塔板数优化问题进行了讨论。所得到的优化结果进一步提高了热耦合空分塔的节能效果,并得到了使得年总成本达到最小的塔板数与相应的结构和操作参数。（3）围绕热耦合塔板的换热效率问题,提出了两种新颖的热耦合结构,分别是精馏塔段间发生相对位移的结构,以及塔板部分耦合的结构。这两种结构通过重新配对发生热耦合的塔板,起到改善热耦合效果或者增强换热推动力的效果,从而进一步提高节能效果、降低投资成本。在不同的最小换热温差约束下,所提出的部分耦合结构都表现出最佳的节能效果,是以上热耦合结构中最具有潜力的一种。实际工业生产过程结构优化的实验结果也表明热耦合空分塔新型换热结构具有良好节能潜力。（4）提出了逐塔板的热耦合量配置方案设计方法。通过建立了空分塔的塔径与换热器最大换热能力的计算模型。在不同进料热状况条件下根据累积相变分析了热耦合量的分布特点。进而,提出了热耦合量配置的优化问题。所得到的优化结果在保持节能效果的前提下将设备成本降到最低,与全塔耦合结构相比能够有效降低换热器投资,并能够保证换热器的换热能力满足约束。
杨逸如[4]（2021）在《煤气化-闪速炼铁耦合工艺的数值模拟及优化》文中提出传统长流程炼铁工艺包含烧结、焦化、高炉炼铁等工序,会造成严重的环境问题,同时稀缺的冶金焦资源又会造成成本上涨、能量消耗等问题。经过多年发展,传统高炉炼铁技术在降低燃料消耗、提高能量利用方面有所进步,但是以焦炭为骨架的根本性结构并未发生改变。因此,无法从源头上消除炼铁环节中的高污染高能耗工序。近年来,闪速炼铁作为新兴的非高炉炼铁工艺而受到关注,该工艺利用高温还原性气体在气流床中直接还原小粒径矿粉颗粒,从而可以在极短时间内获得高质量的海绵铁。本文在闪速炼铁技术的实验室开发基础上,提出中试规模的工业化应用方案,即煤气化-闪速炼铁耦合流程。该方案利用成熟的煤气化工艺制备还原气,并在同一反应器中实现工艺耦合以减少反复转化,提高能量、物料的综合利用效率。本文对该流程中可能出现的关键问题进行讨论,并利用热平衡模型、CFD数值模型等对耦合工艺进行广泛的工艺探索。主要研究内容及相关结论如下:（1）首先开展闪速炼铁还原实验,利用高温还原气逆流接触小粒径矿粉,在颗粒下落过程中实现快速还原。结果表明,45-100μm粒径的赤铁矿颗粒在CO气氛下峰值温度1550℃的管式炉内飘落到底部,即可获得还原度60%左右的还原铁,而在H2气氛下峰值温度1450℃时就可获得还原度90%以上的还原颗粒。针对样品进行SEM微观形貌分析发现,实验温度较低时,颗粒呈现疏松多孔的状态,而当颗粒接近熔化温度时,渣、铁相出现明显分离,这是由于两相受表面张力影响而互相排斥。在CO气氛中,矿石颗粒的还原度相对较低,颗粒所含有的FeO量较大,因此致密铁核被渣相包裹。而在H2气氛下,颗粒还原度较高,所以流动性差,直到1550℃高温下才出现致密铁相,而渣相被排斥到还原铁表面。同步建立实验室条件下的小粒径高温还原动力学CFD数值模型,将文献中所获得的动力学参数用于预测矿石还原度,并和实验获得的数据进行对照,取得了良好的验证结果。（2）利用热平衡模型对中试规模下的闪速还原+粉煤气化耦合过程开展基础研究,并通过研究不同物料参数下的工况寻找优化条件。结果表明,随着氧煤比的降低和矿煤比的上升,平衡温度持续下降。在特定工况下,平衡温度会低于还原铁的最大产出温度,由此说明这些工况下的耦合过程是热量不足的,应当尽可能避免。随着矿煤比的升高,铁矿石还原度（R）主要呈现下降趋势,煤气利用率则有所上升。进一步通过气液两相平衡的方式构建熔池部分的热平衡模型,用于预测熔池部分的理想产物,根据指定的技术指标:液相温度（>1450℃）、金属收得率（>95%）和残碳量（<90kg/h）,可以最终划定可行的操作范围,将区间内的最低煤耗工况（mcoal=0.80 kg,moxygen/mcoal=0.85）定为最优化工况。（3）进一步建立中试规模的闪速炼铁-矿石还原数值模型,模拟结果显示,突扩管结构会形成稳定的湍流结构,主要包括射流区（Ⅰ）、回流区（Ⅱ）、平推流区（Ⅲ）三个区域。对颗粒路径的分析结果表明,流场结构中的回流区域对于颗粒的停留时间有显着影响。在基础工况中,煤气化-闪速炼铁耦合模型所预测的一次还原度高达95%,理论上证实了在单一反应器中同时实现闪速炼铁和煤气化生产的可行性。随着矿煤比的增加,高温区形状逐渐从“∧”型分布转变为“∨”型,靠近喷嘴位置出现低温中心。根据不同工况下的产物质量对比,最终给出了两种可行方案。第一种是低矿煤比（<0.4）下可以同时获得高质量海绵铁（R>99%）和高质量合成气（η>90%）,将海绵铁作为煤气化工艺的副产品;第二种是在较高矿煤比（=1.6）下获得合格的还原铁（R=75.57%）和较高热值的合成气（η=71.52%）。（4）在热平衡模型的基础上引入（?）分析方法,用于考察关键耦合工序和全流程工艺中的（?）值转移过程。利用分步式热平衡展开的煤气化-闪速炼铁耦合过程（?）流图显示,煤气的（?）经过闪速还原过程转移到还原铁而被有效储存。由于这一转移过程产生的损失,导致最终耦合工序的（?）效率为76.0%,略低于单纯煤气化的输出（?）效率77.5%。但是还原铁作为最终产物,其后续利用过程中的损耗较低,在考察全流程效率时,多联产系统的优势得以体现。最终得到的煤气化-闪速炼铁-循环发电的（?）效率（49.4%）领先于传统的煤气化-循环发电流程（44.0%）,其中以物理、化学（?）形式储存在还原铁中的（?）值占整体（?）输出的17%。更加复杂的煤气化-闪速炼铁-甲醇合成-发电联产系统的（?）效率更是高达56.3%,由此证明了煤气化-闪速炼铁耦合流程可以利用还原铁储存（?）来提升系统效率,从而达到降低能耗的目的。
江振飞[5]（2020）在《钛钢复合板乙酸精馏塔的流场模拟分析与整体优化设计》文中研究说明针对乙酸精馏塔实际生产中出现的防腐蚀性能较差、气液泄漏、塔内压差较大、塔顶雾沫夹带等问题,从影响精馏效率的结构方面因素出发,开展了液体分布器以及变径段筒体的流场模拟分析,并根据流场模拟分析结果对整体结构进行优化设计。本论文的主要工作和研究成果主要包括以下方面:（1）分析了影响精馏效率的结构方面因素,主要包括液体分布器的气液分布效果影响、筒体变径段引起的压差影响、丝网除沫器结构的除沫效率影响。经过对不同不锈钢材和钛材的经济技术对比分析,优化选用基层材料为Q345R、复层材料为纯钛的复合板作为材料,该材料具有优良的耐腐蚀性能,同时具有高硬度且成本低的特点。（2）对收集器结构、槽筒斜板式结构、槽筒孔式结构这三种液体分布器结构进行了气相流场数值模拟。得出以下结论:分布器气相的对称分布形式均匀性要高于单向分布形式;对于收集器结构而言,对应的最小不均匀度主要是存在于气相分布开始的阶段里。气相通道开孔率无法反映出气体分布均匀情况,但是分布器气相出口结构能够和实际标准相一致,则能够明显提升其分布均匀性。空塔气速在不同结构轴向气相流场不均匀度方面所产生的作用影响都不明显。（3）对气液两相在接触过程中精馏塔内部压力随变径段倾斜角度α及高度H变化时的分布情况进行模拟计算,得出以下结论:在变径段高度H保持不变的情况下,精馏塔内部压力大小随变径段倾斜角度α的变大而变大;在变径段倾斜角度保持不变时,精馏塔内部受到的压力大小随变径段高度H的变大而变大,最终得出合适的变径段倾斜角度α=9?,变径段高度H=1423mm。（4）基于流场分析结果对乙酸精馏塔整体进行了优化设计。选用了槽筒斜板式液体分布器作为适合的液体分布器结构,并对其挡板高度、对称结构、气体分布结构做出优化;根据数值模拟结果,将变径段筒体倾斜角度α设计成9°,高度H设计成1423mm;改进了丝网除沫器结构,对塔体与法兰、压力计、温度计、主要接管的连接结构进行防泄漏设计。对壳体稳定性进行了校核,确定了计算长度、外压应力系数、许用外压应力。
刘艳[6]（2020）在《酯交换合成乙酸异丁酯反应精馏过程设计与优化控制》文中指出本文旨在利用Aspen Plus及Aspen Dynamics软件对酯交换合成乙酸异丁酯的反应精馏工艺进行系统研究,通过酯交换途径将乙酸甲酯与异丁醇反应可以实现前者的高值化利用,同时反应得到的另一产物甲醇可提高产品附加值。但该路径具有较不利的相对挥发度排序且反应过程受酯交换平衡限制,反应转化率不高导致常规反应精馏（RD）过程能耗大。为进一步取得反应精馏技术的经济优势,在遵循协同效应的基础上对酯交换合成乙酸异丁酯常规RD工艺的强化过程进行研究。提出了热集成变压反应精馏工艺、反应精馏隔壁塔工艺以及差压隔壁塔反应精馏工艺,并以年度总费用（TAC）为目标研究了各流程的节能力度,引入±20%进料流量以及5%进料组成变化对其动态控制策略的抗干扰能力进行分析。首先,利用剩余曲线对酯交换合成乙酸异丁酯的反应精馏过程进行了可行性分析,在此基础上建立并优化了酯交换合成乙酸异丁酯的常规RD工艺,获得了最优操作参数下的TAC为1334.63×103$/year。针对常规RD工艺设计了组成加温度控制结构,其在±20%进料流量和5%进料组成扰动下的动态响应结果表明常规流程控制难度不大、易于实现鲁棒性控制。对热集成变压反应精馏（PST-RD）过程采用严格的换热模块进行稳动态优化设计。操作压力被视为优化过程中影响TAC变化的重要决策变量之一,优化结果表明PST-RD过程的最小TAC为878.18×103$/year;与常规RD流程相比,可获得42.32%的能耗节省以及34.20%的TAC降低。针对最优PST-RD工艺提出了双温控制结构以及压力/组成串级控制结构两种控制策略,其动态响应结果表明无论是面对何种扰动改进后的压力/组成串级控制结构均更易实现PST-RD过程的有效外部热量集成。最后利用三塔模型对提出的反应精馏隔壁塔（RDWC）及其改进工艺差压隔壁塔反应精馏（DP-RDWC）进行了稳态优化与动态控制策略的研究。以TAC为目标的优化结果表明两流程的最小TAC分别为1161.32×103$/year以及906.80×103$/year;与常规RD流程相比,RDWC工艺可获得22.66%的能耗节省以及12.99%的TAC降低;而其进一步的改进工艺——DP-RDWC过程可获得36.02%的能耗节省以及32.06%的TAC降低。针对经济性最佳的DP-RDWC工艺提出三种不同的动态控制策略,其动态响应结果表明三种控制策略均可获得鲁棒性控制效果,但组成/温度串级控制结构CS3所需的稳定时间更短且产品纯度偏差更小。通过比较酯交换合成乙酸异丁酯的三种强化工艺不难发现热集成变压反应精馏工艺表现出最佳的稳态经济性而差压隔壁塔反应精馏工艺略次之;但若从经济性和可控性双方面进行权衡,后者应为最佳选择。
任琪[7]（2020）在《苯胺生产工艺过程研究与开发》文中认为自20世纪以来,最常用生产苯胺的方法是硝基苯催化加氢法,为了适应国家新型政策要求,加强对环境的保护和资源的节约利用,不断地对苯胺生产工艺进行详细研究与开发,确保硝基苯气相催化法生产苯胺工艺绿色化生产。以10万吨/年苯胺产量,使用硝基苯、氢气作为原料,其中氢气可以自产。首先在流化床反应器内原料硝基苯催化加氢发生还原反应生成苯胺,然后经过一系列的脱水、精制等过程生成产品苯胺。通过利用Aspen Plus化工流程模拟软件建立苯胺生产工艺流程,并通过对苯胺生产工艺流程中所含的物质性质以及流程特征,选取了适合苯胺生产工艺流程的单元模块以及物性方法,选用的物性方法为NRTL。然后对苯胺生产工艺流程进行设计以及模拟计算。为了使苯胺生产工艺流程达到最佳状态,以及得到符合标准的苯胺产品,对苯胺生产工艺流程中的工艺参数及条件进行不断的调试。对苯胺生产过程系统中的换热网络进行设计与优化。在流化床内进行硝基苯催化加氢反应,选用合适的氢气和硝基苯摩尔比为10:1,最终使得原料硝基苯的转化率达到99%。对苯胺生产工艺中各个单元进行优化分析,经过优化后,脱水塔、废水塔以及精馏塔确定最佳理论塔板数,最佳回流比等。优化后硝基苯的转化率达到99.8%,优化后脱水塔在塔底回收率99.86%,得到粗苯胺的质量分数为99.7%,然后再通过精馏塔对粗苯胺进行苯胺精制过程进行优化,优化后的苯胺精制精馏塔的塔板数为12块,进料塔板在第5块,回流比为2,并获得质量分数为99.9%的苯胺产品。经过精馏塔分离后得到质量流率为12370.5kg/h的苯胺产品。采用过程动态模拟软件Aspen Plus Dynamics建立了相应的苯胺精制过程控制结构。通过动态模拟,得到了该控制方案在±10%流量和组成扰动下的动态运行数据,分析了产品纯度、产品流量、热负荷和塔板温度等动态特性。本文提出的温度控制方案,可有效处理±10%的流量和组成扰动。利用Aspen Energy Analyzer软件对整个苯胺生产工艺过程进行换热网络优化设计,经优化后苯胺生产工艺过程中所消耗的公用工程量降低6.39%。利用通过利用Aspen Economic对优化苯胺生产过程设备以及公用工程进行经济估算,苯胺生产过程总操作费用为3071万元/a,总投资7759万元,总安装费用为3154万元,公用工程成本169.1万元,用电费用为31.03元/h,设备费用1513万元,总期望回报率为30%,可实现并得到较好的收益。
冯泽民[8]（2020）在《萃取精馏过程的工艺集成设计与模型预测控制》文中进行了进一步梳理萃取精馏是分离具有共沸点或相对挥发度较低液体混合物的重要分离工艺之一,通过加入额外的萃取剂而增强被分离物之间的相对挥发度,实现其高效分离。然而萃取精馏工艺所用萃取剂通常沸点较高,萃取剂的再生需要消耗较多的高品质热能,使得萃取精馏具有高能耗和低热效率的特点。因此,通过应用新型热泵精馏、隔壁塔和热集成精馏等强化技术提高萃取精馏过程的热力学效率、降低能耗,对促进萃取精馏工艺在工业生产中的应用具有重要意义。然而,这些新型强化技术的应用使得萃取精馏工艺的集成设计与控制极具挑战。基于此,本文首先建立基于化工过程模拟软件的常规萃取精馏和蒸汽再压缩热泵辅助萃取精馏工艺的集成设计优化方法,并研究蒸汽再压缩热泵辅助萃取精馏工艺的可控性和可操作性;而后研究基于温差测量的萃取精馏隔壁塔（EDWC）的比例积分（PI）控制和模型预测控制（MPC）的控制性能,建立萃取精馏隔壁塔适于工业应用、可实践性较强的控制策略,具体内容如下:1、应用启发式优化思想,在Matlab软件中构建了基于网格自适应直接搜索法的化工过程优化方法,并将其应用以N-甲基吡咯烷酮为萃取剂分离正己烷和乙酸乙酯共沸物工艺优化中,建立了系统的常规萃取精馏和蒸汽再压缩热泵辅助萃取精馏工艺的集成设计优化方法,并验证了网格自适应直接搜索优化法在复杂化工过程优化中的有效性和收敛性。而后通过动态模拟定性和定量的评估了基于PI控制结构的蒸汽再压缩热泵辅助萃取精馏过程的可控性和可操作性,表明通过应用前馈控制结构,蒸汽再压缩热泵辅助萃取精馏可实现平稳的操作,具有较小的偏差。2、为了将MPC应用于EDWC的控制中,本文设计了基于离散线性时不变状态空间模型的MPC控制算法。同时针对MPC权重参数的整定问题,建立了基于双层结构的多目标优化整定方法和基于单层结构的非线性规划整定方法,其中后者将MPC优化问题的最优KKT（Karush-Kuhn-Tucer）条件作为MPC权重参数整定优化问题中的约束条件,从而将双层结构的多目标优化问题转化为单层结构的非线性规划问题。通过模拟研究表明,两种整定方法整定所得的MPC控制性能相近,然而随着MPC模型维度的增加,单层非线性规划优化问题的复杂度将显着增加。因此,基于单层结构的非线性规划整定方法较适于中小规模的MPC权重参数整定,具有较快的收敛速度;而基于双层结构的多目标优化整定方法能够降低MPC权重参数优化问题的复杂度,较适于大规模MPC的权重参数整定。3、在EDWC的操作过程中,原料组分的变化对于塔板温度分布特征具有显着影响,这使得以最优稳态工艺设计值为设定点的单温度控制很难将产品纯度控制在设定的纯度,通常具有较大的稳态偏差。而原料组分的变化对塔板间的温度差却变化很小,这使得基于温差的控制在EDWC操作过程中具有良好的应用前景。基于此,本文基于EDWC的操作特点,设计了基于四点控制方案的单温度、温差和双温差PI控制结构,通过定性定量分析表明,在原料流量或组分扰动下,温差控制较单温度和双温差控制具有更小的稳态偏差,但较单温度和双温差控制具有相对较大的瞬时偏差。4、为了进一步解决温差控制中存在的瞬时偏差较大的问题,本文结合MPC能够处理多变量和约束控制问题的显着优势和温差控制稳态偏差较小的特点,将MPC应用于基于温差测量的EDWC控制中,建立了无偏差MPC控制方案,显着的降低了产品纯度动态响应中的瞬时偏差。此外,针对EDWC具有热耦合和循环物流的特点,建立了包括输入信号设计、辨识实验设计和模型参数辨识的基于PI控制的EDWC线性状态空间模型闭环辨识方法,应用辨识的线性模型能够较为准确的描述EDWC的动态特征,设计的MPC在EDWC操作中比PI控制具有更小的瞬时偏差。5、气相分配比（βV）是EDWC操作过程中的重要操作变量,对其操作过程中的能耗具有显着影响。将βV作为操作变量可显着增强控制系统对原料组分扰动的处理能力,然而由于EDWC结构特征的限制,直接操作βV在工业实践过程中难以实现。为此,本文基于上述模拟研究,比较了将βV直接作为操作变量和通过操作EDWC隔板右侧塔段塔顶冷凝器热流移出速率间接的操作βV的控制方案的控制性能,结果表明,直接操作βV和间接操作βV的两种操作模式对于产品纯度的控制是等价的,具有相似的终端稳态特征,间接操作βV的控制方案在工业EDWC的操作过程中更具实践意义。
秦伟[9]（2020）在《PTA节能减排新工艺的流程模拟》文中进行了进一步梳理精对苯二甲酸（PTA）是生产聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的重要原料。PTA生产工艺的物耗、能耗和排放情况是PTA工厂的核心竞争力。因此,发展节能、低耗、减排PTA新型生产工艺具有重要的意义。本文根据现有的PTA生产工艺,提出了 PX氧化+多级精馏耦合的新工艺,即在反应器顶部增设多级脱水塔,获取不同醋酸浓度的水溶剂用于洗涤液和排放废水,并利用反应热直接脱水,减少了物耗、能耗和废水排放。本文对PX氧化+多级精馏耦合工艺的全过程进行了设计和模拟,包括以下内容:（1）采用Aspen Plus软件构建了三种PTA工艺流程。结果表明,氧化+多级精馏耦合工艺通过物料的合理配置,溶剂的梯次化利用,在减少物耗和废水排放方面具有显着优势。进一步优化了脱水塔工艺条件,并对塔设备进行选型和设计。（2）考察了氧化和精制单元的系统集成方案。比较了 RPF+酸洗+干燥和RPF+水洗的技术方案,优化了压滤机的操作参数;对PTA精制母液回流方案进行了可行性分析,提出水循环流程,模拟并分析了该流程的水耗、PX物耗和醋酸单耗等指标。（3）对PTA生产工艺提出了进一步的节能降耗方案:分析了 4-CBA和MA含量对燃烧副反应的影响,建立了 4-CBA和MA含量与PX物耗和醋酸单耗的模型。分析了醋酸甲酯的生成机理,模拟和计算了 PTA新工艺的MA回收单元,对关键汽提塔进行计算和选型。
刘宏[10]（2020）在《高效内部能量集成精馏塔分离技术研究》文中研究说明精馏技术广泛应用于化工、医药、精细化工等行业,投资和能耗较高。普通精馏塔由于存在较大的传质和传热驱动力导致有效能量的损失,精馏过程中浓度差、温度差和压力差引起的分离过程的不可逆性导致热力学效率低。为了提高精馏效率,减少公用工程的消耗,实现能源的可持续利用,化工行业寻求从精馏塔单塔结构到整个工厂链条节能的改进。内部能量集成技术因其杰出的节能优势被人们所重视,作为非绝热精馏和热泵精馏工艺的耦合,节能潜力巨大,对该技术的深入探索和研究对我国化工发展具有重要的意义。本文在阐述内部能量集成精馏塔（HIDiC）的基础上对新型HIDiC的结构进行设计和研究。论文基于HIDiC的理论和Aspen模拟的结果,建立了新型内部能量集成的精馏塔结构,考虑模型在温度与压力下的双重效应利用Solid Works软件针对新型塔节进行静应力分析,并对复合HIDiC塔节进行CFD模拟,探索了不同参数下的水力学性能,优化了新型复合塔节的结构,分析了HIDiC塔盘上筛孔和泡罩式结构对气液传质的差异性。结果表明:在进料和工况相同,达到同样的分离效果的条件下,新型HIDiC的年运行总成本相比常规精馏可降低26.6%;对于筛孔式复合塔节,减小塔板孔径,降低出口堰高有利于提高传质和传热效果。文章通过HIDiC理论,模型构建,水力学模拟相互验证,将HIDiC逐板换热的理论与实际模型完美结合。通过冷模试验,进一步验证了新型HIDiC耦合结构塔内部的水力学性能。整个研究表明新型HIDiC与传统的精馏塔相比在传热、传质、分离性能和内部结构等方面具有明显的优势,期望研究成果进行放大和中试从而达到工业化目标。
二、一种新型混相反应精馏塔结构设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种新型混相反应精馏塔结构设计（论文提纲范文）
（1）双隔离壁反应精馏塔的结构与分析（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 反应精馏技术研究综述 |
| 1.2.1 反应精馏技术的发展历程及研究成果 |
| 1.2.2 常规反应精馏体系原理及缺陷 |
| 1.3 隔离壁技术的发展历程及成果综述 |
| 1.4 隔离壁反应精馏技术发展现状及研究方法 |
| 1.4.1 隔离壁反应精馏技术发展现状 |
| 1.4.2 隔离壁反应精馏技术研究方法 |
| 1.5 本研究的目的及意义 |
| 1.6 论文结构 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 双隔离壁反应精馏塔拓扑结构的推导 |
| 2.1 现有结构原理及缺陷 |
| 2.1.1 常规底部反应段反应精馏体系原理 |
| 2.1.2 常规顶部反应段反应精馏体系原理 |
| 2.1.3 常规四元可逆反应精馏体系缺陷 |
| 2.2 双隔离壁反应精馏拓扑结构 |
| 2.2.1 反应段置于底部的双隔离壁反应精馏拓扑结构 |
| 2.2.2 反应段置于顶部的双隔离壁反应精馏拓扑结构 |
| 2.3 双隔离壁反应精馏塔经济指标 |
| 2.4 双隔离壁反应精馏塔数学模型及设计流程 |
| 2.4.1 双隔离壁反应精馏塔结构可行性分析 |
| 2.4.2 双隔离壁反应精馏塔数学模型 |
| 2.4.3 双隔离壁反应精馏塔结构优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于放热反应的双隔离壁反应精馏塔设计与评估 |
| 3.1 问题描述 |
| 3.2 常规反应精馏塔和双隔离壁反应精馏塔的设计结果 |
| 3.2.1 ER-RDC+CDC1结构的设计过程及结果 |
| 3.2.2 R-DDWDC1-1结构的设计过程及结果 |
| 3.2.3 R-DDWDC2-1结构的设计过程及结果 |
| 3.2.4 R-DDWDC3-1结构的设计过程及结果 |
| 3.2.5 R-DDWDC4-1结构的设计过程及结果 |
| 3.2.6 R-DDWDC5-1结构的设计过程及结果 |
| 3.2.7 R-DDWDC6-1结构的设计过程及结果 |
| 3.2.8 R-DDWDC7-1结构的设计过程及结果 |
| 3.2.9 R-DDWDC8-1结构的设计过程及结果 |
| 3.3 R-DDWDC性能评估 |
| 3.3.1 R-DDWDC经济性能比较 |
| 3.3.2 R-DDWDC稳态性能分析 |
| 3.3.2.1 塔板温度分布 |
| 3.3.2.2 液相浓度分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于吸热反应的双隔离壁反应精馏塔设计与评估 |
| 4.2 |
| 4.2.2 R-DDWDC1-2结构的设计过程及结果 |
| 4.2.3 R-DDWDC2-2结构的设计过程及结果 |
| 4.2.4 R-DDWDC3-2结构的设计过程及结果 |
| 4.2.5 R-DDWDC4-2结构的设计过程及结果 |
| 4.2.6 R-DDWDC5-2结构的设计过程及结果 |
| 4.2.7 R-DDWDC6-2结构的设计过程及结果 |
| 4.2.8 R-DDWDC7-2结构的设计过程及结果 |
| 4.2.9 R-DDWDC8-2结构的设计过程及结果 |
| 4.3 R-DDWDC性能评估 |
| 4.3.1 R-DDWDC经济性能比较 |
| 4.3.2 R-DDWDC稳态性能分析 |
| 4.3.2.1 塔板温度分布 |
| 4.3.2.2 液相浓度分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 导师与作者简介 |
| 附件 |
（2）基于反应精馏的苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺的研究进展 |
| 1.3 反应精馏工艺研究概述 |
| 1.4 COSMO模型在相平衡中应用 |
| 1.5 间歇精馏概述 |
| 1.6 课题研究内容和意义 |
| 1.6.1 课题研究内容 |
| 1.6.2 课题研究意义 |
| 2 苯基乙基丙二酸二乙酯合成实验部分 |
| 2.1 反应机理与热力学分析 |
| 2.2 实验装置与步骤 |
| 2.2.1 实验所用试剂 |
| 2.2.2 实验所需仪器 |
| 2.2.3 实验所用装置与操作步骤 |
| 2.3 实验数据分析与处理 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 催化剂预处理对缩合反应的影响 |
| 2.4.2 缩合反应时间对反应的影响 |
| 2.4.3 缩合反应原料配比对反应的影响 |
| 2.4.4 乙基化反应加料方式与反应时间对反应的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺模拟与评估 |
| 3.1 反应体系交互作用参数回归 |
| 3.1.1 反应体系物性确定 |
| 3.1.2 体系各物质间无限活度稀释系数计算与交互作用参数回归 |
| 3.2 苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺经济优化模型 |
| 3.3 苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺流程模拟 |
| 3.3.1 合成工艺流程描述 |
| 3.3.2 合成工艺评估假设 |
| 3.4 苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺经济性能分析 |
| 3.5 苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺热力学性能分析 |
| 3.5.1 合成工艺能量分析 |
| 3.5.2 合成工艺(火用)分析 |
| 3.6 苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺环境表现分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺模拟与优化 |
| 4.1 变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺可行性分析 |
| 4.2 变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺模拟与控制结构设计 |
| 4.2.1 变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺设计 |
| 4.2.2 变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺控制方案设计 |
| 4.3 变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺参数的多目标优化 |
| 4.4 变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺的塔板(火用)损失分析 |
| 4.5 热集成变压间歇精馏分离溴乙烷-乙醇工艺设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 间歇精馏分离碳酸二乙酯-溴乙烷-乙醇工艺模拟与优化 |
| 5.1 间歇精馏分离碳酸二乙酯-溴乙烷-乙醇工艺可行性分析 |
| 5.2 间歇精馏分离碳酸二乙酯-溴乙烷-乙醇工艺模拟与控制结构 |
| 5.2.1 间歇精馏分离碳酸二乙酯-溴乙烷-乙醇工艺设计 |
| 5.2.2 间歇精馏分离碳酸二乙酯-溴乙烷-乙醇工艺控制方案设计 |
| 5.3 间歇精馏分离碳酸二乙酯-溴乙烷-乙醇工艺参数的多目标优化 |
| 5.4 间歇精馏分离碳酸二乙酯-溴乙烷-乙醇工艺操作方案对比 |
| 5.4.1 多储罐变压间歇精馏工艺工艺Ⅱ流程模拟与控制结构 |
| 5.4.2 多储罐变压间歇精馏工艺工艺Ⅲ流程模拟与控制结构 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）热耦合空分塔的节能优化与最优结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 致谢 |
| 缩写表 |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 空气分离技术 |
| 1.3 精馏节能技术 |
| 1.4 热耦合精馏技术 |
| 1.5 本文组织结构 |
| 第二章 热耦合空分塔建模研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 热耦合空分流程 |
| 2.3 数学模型 |
| 2.4 经济测算模型 |
| 2.5 优化计算 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 热耦合空分塔节能特性分析与优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 能耗影响因素初步分析 |
| 3.3 高压塔压力作用分析 |
| 3.4 换热器UA作用分析 |
| 3.5 高压塔压力和换热器UA优化问题 |
| 3.6 进料热状况影响分析 |
| 3.7 考虑进料热状况的优化问题 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 针对塔板数的节能优化与经济性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本塔板数优化问题 |
| 4.3 塔板数与UA的优化问题 |
| 4.4 关于塔板压降的分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 两种改良热耦合结构的节能优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 M-HIASC热耦合结构 |
| 5.3 P-HIASC热耦合结构 |
| 5.4 节能效果比较研究 |
| 5.5 经济性分析 |
| 5.6 关于最小温差的分析 |
| 5.7 热耦合结构的实际应用研究 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 最优热耦合量配置方案设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 可用换热能力计算 |
| 6.3 进料热状况影响分析 |
| 6.4 热耦合配置优化问题 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）煤气化-闪速炼铁耦合工艺的数值模拟及优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 炼铁工艺的技术发展和趋势 |
| 2.1.1 高炉炼铁技术发展 |
| 2.1.2 非高炉技术发展 |
| 2.2 闪速炼铁技术发展与研究 |
| 2.2.1 气基直接还原机理 |
| 2.2.2 闪速炼铁的提出与国内外研究现状 |
| 2.2.3 闪速炼铁与煤气化耦合 |
| 2.3 炼铁过程的数值模拟发展 |
| 2.4 研究思路及主要研究内容 |
| 2.4.1 研究思路 |
| 2.4.2 主要研究内容及意义 |
| 3 实验室条件下的闪速炼铁研究基础 |
| 3.1 铁矿石气基直接还原过程热力学分析 |
| 3.2 铁矿石闪速还原实验 |
| 3.2.1 实验研究方法 |
| 3.2.2 实验原料及设备 |
| 3.2.3 实验步骤及方案设计 |
| 3.2.4 结果讨论 |
| 3.3 实验室下落管数值模型 |
| 3.3.1 气粒两相流的模型框架 |
| 3.3.2 闪速还原动力学 |
| 3.3.3 模型结果讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 煤气化-闪速炼铁耦合工艺的热平衡模型 |
| 4.1 还原塔气化还原过程的热平衡模型 |
| 4.1.1 热力学平衡模型构建 |
| 4.1.2 模拟工况方案 |
| 4.1.3 结果讨论 |
| 4.2 熔池粉煤补吹过程的热力学建模 |
| 4.2.1 热力学平衡模型构建 |
| 4.2.2 模拟工况方案 |
| 4.2.3 结果讨论和优化工况 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 煤气化-闪速炼铁数值模型的构建与验证 |
| 5.1 计算流体力学框架 |
| 5.1.1 欧拉-拉格朗日框架下的多相流模拟 |
| 5.1.2 流体流动的基本控制方程 |
| 5.1.3 颗粒追踪的基本控制方程 |
| 5.1.4 计算域及模型边界条件 |
| 5.1.5 均相/异相化学反应 |
| 5.2 粉煤气化过程的数值模拟 |
| 5.2.1 脱挥发分过程 |
| 5.2.2 粉煤气化反应 |
| 5.2.3 气相组分间的化学反应 |
| 5.2.4 煤气化过程的结果讨论 |
| 5.3 煤气化-闪速炼铁耦合过程的结果讨论 |
| 5.3.1 炉内分布特征 |
| 5.3.2 颗粒行为分析 |
| 5.3.3 产物预测与关键问题论证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于煤气化-闪速炼铁数值模型的物料参数优化 |
| 6.1 不同煤种的影响 |
| 6.2 不同氧/煤比对煤气化过程的作用 |
| 6.2.1 煤气温度和组分 |
| 6.2.2 炉内分布特征 |
| 6.2.3 颗粒特性 |
| 6.3 矿/煤比对耦合过程的作用 |
| 6.3.1 流场分布 |
| 6.3.2 温度和组分分布 |
| 6.3.3 颗粒停留时间 |
| 6.3.4 对产品质量的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 基于数值模拟的反应器结构设计和优化 |
| 7.1 双通道喷嘴下的炉型结构优化 |
| 7.1.1 矿粉投料位置的作用 |
| 7.1.2 炉身半径的影响 |
| 7.1.3 炉身长径比的影响 |
| 7.1.4 顶部曲面与优化炉型 |
| 7.2 旋流喷嘴反应器的基本特征和工况优化 |
| 7.2.1 旋流喷嘴下的煤气化特征 |
| 7.2.2 旋流角度对于工况的影响 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 煤气化-闪速炼铁耦合工艺的全流程设计与模拟计算 |
| 8.1 煤气化-闪速炼铁-发电联产工艺 |
| 8.1.1 燃气轮机发电 |
| 8.1.2 蒸汽轮机发电 |
| 8.2 煤气化-闪速炼铁-甲醇合成-发电多联产工艺 |
| 8.2.1 CO变换工序 |
| 8.2.2 甲醇合成工序 |
| 8.2.3 精馏工序 |
| 8.2.4 热量回收与蒸汽发电 |
| 8.3 基于GSP气化炉的燃气发电工艺 |
| 8.4 基于(?)分析概念的能量计算 |
| 8.4.1 热力学第二定律和(?)分析 |
| 8.4.2 耦合过程的效率计算 |
| 8.4.3 全流程工艺的(?)流计算 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论与展望 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 论文创新点 |
| 9.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）钛钢复合板乙酸精馏塔的流场模拟分析与整体优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 乙酸生产技术国内外发展概况 |
| 1.1.1 国外生产发展情况 |
| 1.1.2 国内生产发展情况 |
| 1.2 填料精馏塔的研究现状 |
| 1.2.1 散堆填料与规整填料 |
| 1.2.2 流体力学模拟 |
| 1.3 课题研究目的及内容 |
| 2 精馏效率影响因素分析及主要设计参数确定 |
| 2.1 工艺流程介绍 |
| 2.2 精馏效率影响因素分析 |
| 2.2.1 液体分布器的气液分布效果影响 |
| 2.2.2 筒体变径段引起的压差影响 |
| 2.2.3 丝网除沫器结构的除沫效率影响 |
| 2.3 乙酸精馏塔生产中存在的问题 |
| 2.4 乙酸精馏塔防腐要求及不同材质经济性对比分析 |
| 2.5 本装置工况分析、设计要求及参数设置 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 液体分布器气相流场的模拟分析 |
| 3.1 数值模拟 |
| 3.1.1 三维湍流流动数学模型 |
| 3.1.2 边界条件 |
| 3.1.3 网格生成及计算方法 |
| 3.2 速度场模拟结果与分析 |
| 3.3 不均匀度计算结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 变径段筒体的两相流数值模拟 |
| 4.1 均相流数学模型建立 |
| 4.1.1 控制方程 |
| 4.1.2 多孔介质模型的选择 |
| 4.1.3 压力变化幅度 |
| 4.2 物理模型建立及网格划分 |
| 4.2.1 两相流物理模型的建立 |
| 4.2.2 两相流模型网格划分 |
| 4.2.3 边界条件 |
| 4.3 两相流计算模拟结果 |
| 4.3.1 两相流下不同变径段倾斜角α度时塔内压力分布情况 |
| 4.3.2 变径段倾斜角度α的确定 |
| 4.3.3 两相流下不同高度时塔内压力分布情况 |
| 4.3.4 变径段高度的确定 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于流场分析结果的乙酸精馏塔的整体结构优化设计 |
| 5.1 乙酸精馏塔整体结构优化设计方案 |
| 5.2 槽筒斜板式液体分布器的选择与分布方式改进 |
| 5.3 变径段设计理论分析与优化方案 |
| 5.4 丝网除沫器的具体结构改进方案 |
| 5.4.1 摆动型丝网除沫器 |
| 5.4.2 海绵结构丝网除沫器 |
| 5.4.3 下凹式丝网除沫器 |
| 5.5 不同防泄漏结构对比分析 |
| 5.6 壳体稳定性校核 |
| 5.6.1 计算长度的确定 |
| 5.6.2 外压应力系数的确定 |
| 5.6.3 许用外压应力的确定 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（6）酯交换合成乙酸异丁酯反应精馏过程设计与优化控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 合成乙酸异丁酯的研究背景 |
| 1.1.1 催化剂的选型 |
| 1.1.2 合成路径的开发 |
| 1.1.3 合成工艺的进展 |
| 1.2 反应精馏及其强化技术简介 |
| 1.2.1 反应精馏技术特点及适用范围 |
| 1.2.2 反应精馏技术发展概况 |
| 1.2.3 反应精馏强化技术 |
| 1.2.3.1 热耦合反应精馏技术 |
| 1.2.3.2 特殊精馏耦合技术 |
| 1.3 反应精馏及其强化技术的过程开发 |
| 1.3.1 可行性分析 |
| 1.3.2 稳态模拟与优化 |
| 1.3.3 动态控制策略 |
| 1.4 课题研究内容及意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 2 酯交换合成乙酸异丁酯常规反应精馏的优化与控制 |
| 2.1 动力学及热力学方法 |
| 2.1.1 反应动力学模型 |
| 2.1.2 热力学模型 |
| 2.2 RD过程可行性分析 |
| 2.3 基于序贯迭代法的稳态经济优化 |
| 2.3.1 过程经济性评价模型 |
| 2.3.2 RD过程经济优化 |
| 2.4 常规RD过程控制 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 热集成变压反应精馏工艺的设计优化与控制 |
| 3.1 PST-RD过程压力配置 |
| 3.1.1 塔压对反应与分离过程的影响 |
| 3.1.2 塔间热集成的可行性 |
| 3.2 PST-RD过程稳态经济优化 |
| 3.2.1 工艺流程的设计与优化 |
| 3.2.2 优化结果比较 |
| 3.3 PST-RD过程动态控制策略 |
| 3.3.1 控制板选取 |
| 3.3.2 双温控制结构 |
| 3.3.3 压力/组成串级控制结构 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 反应精馏隔壁塔及其改进工艺的设计优化与控制 |
| 4.1 RDWC及其改进工艺设计 |
| 4.1.1 工艺流程描述 |
| 4.1.2 三塔等效模型 |
| 4.2 RDWC及其改进工艺经济优化 |
| 4.2.1 RDWC过程优化 |
| 4.2.2 RDWC改进工艺过程优化 |
| 4.2.3 优化结果比较 |
| 4.3 RDWC改进工艺动态控制策略 |
| 4.3.1 控制板选取 |
| 4.3.2 基础控制结构(CS1) |
| 4.3.3 Q/F前馈控制结构(CS2) |
| 4.3.4 组成/温度串级控制结构(CS3) |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学位论文目录 |
（7）苯胺生产工艺过程研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 前言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 苯胺概述 |
| 1.1.1 苯胺简介 |
| 1.1.2 苯胺的应用 |
| 1.2 苯胺生产现状及发展前景 |
| 1.2.1 苯胺生产现状 |
| 1.2.2 苯胺消费现状 |
| 1.2.3 苯胺发展前景 |
| 1.3 苯胺生产技术概况 |
| 1.3.1 硝基苯铁粉还原法 |
| 1.3.2 苯酚氨化法 |
| 1.3.3 硝基苯催化加氢技术 |
| 1.3.4 苯胺生产技术对比 |
| 1.4 流化床气相加氢工艺 |
| 1.4.1 苯胺生产改造前工艺 |
| 1.4.2 反应器设计 |
| 1.5 化工过程模拟 |
| 1.5.1 过程模拟 |
| 1.5.2 化工过程模拟系统 |
| 1.5.3 化工流程模拟软件Aspen Plus |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 2 硝基苯气相催化加氢工艺过程模拟 |
| 2.1 反应原理 |
| 2.1.1 原料预处理 |
| 2.2 工艺简介 |
| 2.2.1 工艺原理 |
| 2.2.2 工艺特点 |
| 2.3 单元模块的选取 |
| 2.3.1 流化床反应器 |
| 2.3.2 简单分离器 |
| 2.3.3 换热器 |
| 2.3.4 压缩机 |
| 2.3.5 精馏塔 |
| 2.4 物性方法的选择 |
| 2.5 建立全流程模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 苯胺生产工艺优化 |
| 3.1 脱水塔 |
| 3.1.1 塔板数的影响 |
| 3.1.2 进料位置的影响 |
| 3.2 废水精馏塔 |
| 3.2.1 理论塔板数 |
| 3.2.2 进料位置 |
| 3.3 精制精馏塔 |
| 3.3.1 理论塔板数 |
| 3.3.2 进料位置 |
| 3.4 产品单元优化结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 动态模拟 |
| 4.1 添加泵和阀门 |
| 4.2 计算设备结构尺寸 |
| 4.2.1 访问动态数据输入页面 |
| 4.2.2 导出模拟文件 |
| 4.2.3 设定塔的水力学参数 |
| 4.3 动态模拟 |
| 4.3.1 选择温度灵敏板 |
| 4.3.2 搭建控制结构并整定控制器参数 |
| 4.3.3 测试控制效果 |
| 4.4 本章结论 |
| 5 过程节能及能耗计算 |
| 5.1 过程系统节能 |
| 5.2 工艺过程中流股信息 |
| 5.3 换热网络集成 |
| 5.4 优化换热网络的构建 |
| 5.5 本章总结 |
| 6 苯胺生产工艺经济核算 |
| 6.1 经济分析 |
| 6.2 苯胺生产工艺经济分析 |
| 6.3 本章总结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文题目 |
（8）萃取精馏过程的工艺集成设计与模型预测控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基于精馏技术的共沸物分离工艺 |
| 1.2.1 变压精馏 |
| 1.2.2 共沸精馏 |
| 1.2.3 萃取精馏 |
| 1.3 萃取精馏节能设计 |
| 1.3.1 萃取精馏工艺条件节能设计 |
| 1.3.2 热泵辅助萃取精馏 |
| 1.3.3 萃取精馏隔壁塔 |
| 1.3.4 热集成萃取精馏 |
| 1.4 精馏过程的优化技术 |
| 1.5 萃取精馏工艺控制 |
| 1.5.1 比例积分控制 |
| 1.5.2 模型预测控制 |
| 1.5.3 模型预测控制参数整定 |
| 1.6 本论文的研究目的和研究内容 |
| 2 基于网格自适应直接搜索法的萃取精馏工艺设计与控制优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 优化方法 |
| 2.2.1 经济评估目标函数 |
| 2.2.2 网格自适应直接搜索优化算法 |
| 2.2.3 软件集成方法 |
| 2.3 化工过程的(火用)分析方法 |
| 2.4 正己烷与乙酸乙酯萃取精馏工艺可行性分析 |
| 2.4.1 热力学数据 |
| 2.4.2 萃取剂的选择 |
| 2.5 正己烷与乙酸乙酯萃取精馏稳态工艺设计 |
| 2.5.1 常规萃取精馏工艺 |
| 2.5.2 热泵辅助萃取精馏工艺 |
| 2.5.3 稳态工艺经济性能和热力学效率比较 |
| 2.6 汽相再压缩热泵辅助萃取精馏工艺控制结构设计 |
| 2.6.1 灵敏板温度选择 |
| 2.6.2 控制结构设计 |
| 2.7 动态性能评估 |
| 2.7.1 原料流量扰动 |
| 2.7.2 原料组分扰动 |
| 2.7.3 控制结构性能定量比较 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 基于优化的模型预测控制权重参数整定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型预测控制算法 |
| 3.2.1 工厂模型 |
| 3.2.2 状态观测器 |
| 3.2.3 无偏差模型预测控制器 |
| 3.3 模型预测控制权重参数整定 |
| 3.3.1 基于双层结构的多目标优化整定方法 |
| 3.3.2 基于单层结构的非线性规划整定方法 |
| 3.3.3 仿真案例 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 直接操作气相分配比萃取精馏隔壁塔温差控制设计与评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 EDWC稳态工艺流程 |
| 4.3 灵敏板温度和参考温度选择 |
| 4.3.1 灵敏板温度的选择 |
| 4.3.2 参考温度的选择 |
| 4.4 PI控制结构设计与评估 |
| 4.4.1 PI控制结构设计 |
| 4.4.2 PI控制动态性能评估 |
| 4.5 MPC控制方案 |
| 4.5.1 工厂模型 |
| 4.5.2 状态观测器 |
| 4.5.3 MPC控制器 |
| 4.5.4 MPC控制器整定 |
| 4.5.5 MPC动态性能评估 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 间接操作气相分配比萃取精馏隔壁塔温差控制设计与评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 EDWC稳态工艺流程 |
| 5.3 PI控制结构设计 |
| 5.4 MPC工厂模型辨识 |
| 5.4.1 MPC控制结构 |
| 5.4.2 工厂模型辨识 |
| 5.5 MPC控制器设计 |
| 5.5.1 状态观测器 |
| 5.5.2 MPC控制器 |
| 5.5.3 MPC控制器整定 |
| 5.6 动态性能评估 |
| 5.6.1 原料流量扰动 |
| 5.6.2 原料组分扰动 |
| 5.6.3 控制结构性能定量比较 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 后续研究工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读学位期间获得的奖励 |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）PTA节能减排新工艺的流程模拟（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 对二甲苯液相氧化机理和动力学 |
| 1.1.1 对二甲苯的氧化反应机理 |
| 1.1.2 对二甲苯氧化反应动力学 |
| 1.2 对苯二甲酸的生产工艺与研究进展 |
| 1.2.1 对二甲苯氧化工艺 |
| 1.2.2 工艺优化技术 |
| 1.3 对苯二甲酸工艺流程模拟 |
| 1.3.1 化工流程模拟技术 |
| 1.3.2 对苯二甲酸生产过程的模拟 |
| 2 氟化+精馏耦合操作的工艺优化 |
| 2.1 工艺集成方案 |
| 2.2 模型建立与求解 |
| 2.3 模拟结果分析与对比 |
| 2.3.1 对系统能量消耗的影响 |
| 2.3.2 对原料和水消耗的影响 |
| 2.4 工艺参数优化 |
| 2.4.1 塔底醋酸浓度对脱水系统的影响 |
| 2.4.2 塔顶回流量对脱水系统的影响 |
| 2.4.3 塔板数分配对脱水系统的影响 |
| 2.5 多级精馏塔的选型与设计 |
| 2.5.1 流股信息提取 |
| 2.5.2 填料选择 |
| 2.5.3 填料塔设计步骤 |
| 2.5.4 计算结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 氧化和精制单元的系统集成 |
| 3.1 固液分离系统的优化 |
| 3.1.1 工艺流程概述 |
| 3.1.2 关键单元建模 |
| 3.1.3 模拟结果与参数优化 |
| 3.2 水循环利用和排放系统 |
| 3.2.1 工艺流程概述 |
| 3.2.2 精制回流可行性和降耗分析 |
| 3.2.3 模拟结果分析与比较 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 PTA节能降耗方案 |
| 4.1 改变反应器内4-CBA含量 |
| 4.1.1 化学机理分析 |
| 4.1.2 关键单元建模 |
| 4.1.3 模拟结果分析 |
| 4.2 MA回收系统 |
| 4.2.1 工艺原理概述 |
| 4.2.2 流程设计与模拟 |
| 4.2.3 结果分析与参数优化 |
| 4.2.4 醋酸汽提塔的设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 氧化全流程模拟 |
| 5.1 全流程建模配置方法 |
| 5.2 单元模型建立 |
| 5.3 Aspen棋拟流程 |
| 5.4 关键技术指标 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
（10）高效内部能量集成精馏塔分离技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 不同类型的精馏节能过程 |
| 1.2.1 非绝热精馏 |
| 1.2.2 热泵精馏 |
| 1.2.3 隔壁塔DWC |
| 1.3 内部能量集成的精馏塔 |
| 1.4 传统中试小型HIDiC |
| 1.4.1 互耦精馏HIDiC |
| 1.4.2 隔壁式HIDiC |
| 1.4.3 同心式HIDiC |
| 1.4.4 管壳式HIDiC |
| 1.4.5 翅片式HIDiC |
| 1.5 新型先进工业级HIDiC |
| 1.5.1 离散式内部能量集成精馏塔D-HIDiC |
| 1.5.2 新型隔壁式热集成HIDiC |
| 1.5.3 无压缩机CF-HIDiC |
| 1.5.4 内部集成反应精馏r-HIDiC |
| 1.5.5 超级内部能量集成精馏塔Super-HIDiC |
| 1.6 HIDiC自由度分析 |
| 1.7 HIDiC控制系统与动力学 |
| 1.7.1 基于PI控制的完全分散控制系统 |
| 1.7.2 PID集中控制系统 |
| 1.7.3 基于模型的预测控制系统MPC |
| 1.7.4 基于全局线性模型的控制方案GLC |
| 1.7.5 内部模型控制方案IMC |
| 1.7.6 通用模型控制方案GMC |
| 1.7.7 GMC-ASE模型 |
| 1.7.8 扩展通用模型EGMC |
| 1.7.9 基于非线性过程模型的控制(NPMC) |
| 1.8 HIDiC的评估和装置的应用 |
| 1.9 论文选题意义及主要研究内容 |
| 1.9.1 论文选题意义 |
| 1.9.2 课题研究内容 |
| 第2章 内部能量集成精馏塔Aspen等效模拟过程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 内部能量集成的节能理论分析 |
| 2.3 内部能量集成精馏塔的方程 |
| 2.3.1 守恒方程 |
| 2.3.2 本构方程 |
| 2.3.3 内部传热 |
| 2.3.4 热力学效率 |
| 2.4 内部能量集成精馏塔的模拟与优化 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 新型HIDiC塔节结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构设计的难点 |
| 3.3 结构设计的思路和意义 |
| 3.4 复合型塔节机械结构 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 塔节静应力分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 静应力分析的难点和意义 |
| 4.3 静应力分析结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 新型HIDiC复合塔节水力学分析 |
| 5.1 水力学分析的引言 |
| 5.2 水力学分析的难点和意义 |
| 5.3 水力学分析的数学模型 |
| 5.4 筛孔式新型HIDiC复合塔节水力学分析模型 |
| 5.4.1 筛孔式新型HIDiC复合塔节网格结构划分 |
| 5.4.2 筛孔式新型HIDiC复合塔节结果分析 |
| 5.4.3 筛孔式新型HIDiC复合塔节小结 |
| 5.5 泡罩式新型HIDiC复合塔节水力学分析模型 |
| 5.5.1 泡罩式新型HIDiC复合塔节网格结构划分 |
| 5.5.2 泡罩式新型HIDiC水力学分析的结果分析 |
| 5.5.3 泡罩式新型HIDiC水力学分析小结 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 新型HIDiC冷模试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 水代料水运试验总方案 |
| 6.3 冷模试验 |
| 6.3.1 冷模实验实验步骤 |
| 6.3.2 冷模实验结果分析 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、一种新型混相反应精馏塔结构设计（论文参考文献）
- [1]双隔离壁反应精馏塔的结构与分析[D]. 杨宇. 北京化工大学, 2021
- [2]基于反应精馏的苯基乙基丙二酸二乙酯合成工艺研究[D]. 赵霏. 青岛科技大学, 2021(02)
- [3]热耦合空分塔的节能优化与最优结构设计研究[D]. 王之宇. 浙江大学, 2021(01)
- [4]煤气化-闪速炼铁耦合工艺的数值模拟及优化[D]. 杨逸如. 北京科技大学, 2021(02)
- [5]钛钢复合板乙酸精馏塔的流场模拟分析与整体优化设计[D]. 江振飞. 淮阴工学院, 2020(02)
- [6]酯交换合成乙酸异丁酯反应精馏过程设计与优化控制[D]. 刘艳. 青岛科技大学, 2020(01)
- [7]苯胺生产工艺过程研究与开发[D]. 任琪. 青岛科技大学, 2020(01)
- [8]萃取精馏过程的工艺集成设计与模型预测控制[D]. 冯泽民. 重庆大学, 2020(02)
- [9]PTA节能减排新工艺的流程模拟[D]. 秦伟. 浙江大学, 2020(03)
- [10]高效内部能量集成精馏塔分离技术研究[D]. 刘宏. 天津大学, 2020(02)