本文關(guān)鍵詞：考慮冷凝器泄漏的精餾過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：化工過(guò)程大量使用易燃易爆或有毒性的化學(xué)品,且往往采用高溫高壓或低溫真空的操作方式,所以裝置必然存在著潛在的火災(zāi)、爆炸和中毒的危險(xiǎn)。而精餾操作是化工生產(chǎn)中最重要的單元之一,因此,開(kāi)展精餾過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬對(duì)于實(shí)現(xiàn)精餾塔的安全控制及生產(chǎn)的穩(wěn)定性等具有重要意義。本文針對(duì)精餾塔冷凝器泄漏動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行模擬,以期為故障的及早發(fā)現(xiàn)和排除提供了依據(jù),同時(shí)為精餾塔優(yōu)化控制提供參考。主要研究?jī)?nèi)容如下：1、通過(guò)多塔板聯(lián)立的MESH方程,用換熱器準(zhǔn)確表達(dá)塔頂冷凝器和再沸器,建立了嚴(yán)格的精餾塔動(dòng)態(tài)模型。實(shí)例研究表明：與文獻(xiàn)中基本精餾塔模型相比,由于考慮了冷凝器和再沸器的動(dòng)態(tài)性,本文所建立的嚴(yán)格模型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征更加合理。2、開(kāi)展了精餾塔冷凝器泄漏的動(dòng)態(tài)模擬。以甲醇-水體系為例,進(jìn)行冷凝器泄漏過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬,采用常規(guī)的精餾塔控制方案,考察冷凝器泄漏時(shí)精餾塔內(nèi)各個(gè)參數(shù)動(dòng)態(tài)響應(yīng)行為。結(jié)果表明：(1)當(dāng)冷凝器發(fā)生內(nèi)泄時(shí),泄漏的冷卻介質(zhì)大部分從塔釜采出,部分從塔頂采出,導(dǎo)致塔頂甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降,回流罐液位升高,回流量增加,再沸器負(fù)荷增加,塔內(nèi)氣相流量增大。(2)當(dāng)冷凝器發(fā)生外泄時(shí)：塔釜組分被帶到塔頂采出,塔釜流量減少,塔頂流量增大,塔頂采出難揮發(fā)組分比例增大造成塔頂甲醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降�；亓髁繙p少,再沸器負(fù)荷下降,塔內(nèi)氣相流量減少,冷凝器負(fù)荷下降。3、開(kāi)展了反應(yīng)精餾塔冷凝器泄漏的動(dòng)態(tài)模擬。以乙酸、乙醇合成乙酸乙酯為例,應(yīng)用建立的嚴(yán)格精餾塔模型對(duì)反應(yīng)精餾塔冷凝器泄漏進(jìn)行模擬,結(jié)果表明：(1)反應(yīng)精餾塔冷凝器發(fā)生內(nèi)泄時(shí)：泄漏的冷卻介質(zhì)水引起塔頂采出、回流量、塔釜采出增大。分層器中難揮發(fā)組分增多,引起分層器液位升高,溫度升高,分層器有機(jī)相中水的摩爾分?jǐn)?shù)增大,乙酸乙酯的摩爾分?jǐn)?shù)減小。分層器液位升高引起回流量增大,塔內(nèi)液相流量增大,繼而再沸器負(fù)荷增大,塔內(nèi)氣相流量增大,塔板壓力升高。分層器有機(jī)相由塔頂采出,所以塔頂各組分變化趨勢(shì)和分層器中各組分一致。泄漏引起反應(yīng)段組分的轉(zhuǎn)化率發(fā)生變化,乙酸、水的摩爾分?jǐn)?shù)在下降,乙酸乙酯、乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)在升高。(2)反應(yīng)精餾塔冷凝器發(fā)生外泄時(shí)：冷卻介質(zhì)流量減少引起冷凝器負(fù)荷減小。塔釜難揮發(fā)組分被帶到塔頂采出,導(dǎo)致塔頂有機(jī)相中水的摩爾分?jǐn)?shù)升高,乙酸乙酯的摩爾分?jǐn)?shù)降低�；亓髁繙p少引起塔內(nèi)液相流量減少,再沸器負(fù)荷降低,塔內(nèi)氣相流量減少。反應(yīng)段中主要組分乙酸乙酯的摩爾分?jǐn)?shù)下降,乙酸的摩爾分?jǐn)?shù)分高。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)態(tài)模擬 嚴(yán)格精餾模型 冷凝器泄漏 精餾塔 反應(yīng)精餾塔
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ225.24;TQ028.31
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 文獻(xiàn)綜述11-28
• 1.1 化工過(guò)程的特點(diǎn)及精餾塔的重要地位11-12
• 1.1.1 化工生產(chǎn)的特點(diǎn)11-12
• 1.1.2 精餾塔在化工過(guò)程中的重要性12
• 1.2 故障診斷方法分類(lèi)及簡(jiǎn)單介紹12-16
• 1.2.1 故障診斷方法分類(lèi)12-14
• 1.2.2 基于動(dòng)態(tài)模擬的故障診斷步驟14
• 1.2.3 精餾塔的常見(jiàn)故障14-16
• 1.3 動(dòng)態(tài)模擬介紹16-18
• 1.4 精餾過(guò)程介紹18-23
• 1.4.1 精餾原理18-19
• 1.4.2 精餾過(guò)程控制19-20
• 1.4.3 精餾塔的干擾因素20-21
• 1.4.4 精餾塔控制方案21-23
• 1.4.5 精餾過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬研究進(jìn)展23
• 1.5 反應(yīng)精餾的介紹23-26
• 1.5.1 反應(yīng)精餾原理23-24
• 1.5.2 反應(yīng)精餾過(guò)程控制24-26
• 1.5.3 反應(yīng)精餾過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬研究進(jìn)展26
• 1.6 課題研究背景及研究?jī)?nèi)容26-28
• 2 精餾過(guò)程的動(dòng)態(tài)建模28-36
• 2.1 模擬軟件Aspen介紹28
• 2.1.1 Aspen Plus軟件簡(jiǎn)介28
• 2.1.2 Aspen Dynamic動(dòng)態(tài)模擬軟件的介紹28
• 2.2 Aspen plus中設(shè)備模塊及模型方程28-33
• 2.3 模型的驗(yàn)證33-35
• 2.4 小結(jié)35-36
• 3 精餾塔冷凝器泄漏動(dòng)態(tài)模擬與分析36-52
• 3.1 精餾塔動(dòng)態(tài)模型36-40
• 3.1.1 嚴(yán)格模型精餾塔的動(dòng)態(tài)建模36-39
• 3.1.2 精餾塔的動(dòng)態(tài)模擬流程39-40
• 3.2 精餾塔的動(dòng)態(tài)模擬及控制方案的選定40-42
• 3.2.1 精餾塔的動(dòng)態(tài)模擬40
• 3.2.2 控制器模型方程的建立與整定40-42
• 3.3 算例42-43
• 3.4 模擬結(jié)果與分析43-51
• 3.4.1 精餾塔冷凝器泄漏(內(nèi)泄)模擬與分析43-47
• 3.4.2 精餾塔冷凝器泄漏(外泄)模擬與分析47-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 反應(yīng)精餾冷凝器泄漏模擬與分析52-73
• 4.1 反應(yīng)精餾塔的動(dòng)態(tài)模型52-55
• 4.1.1 反應(yīng)精餾塔的動(dòng)態(tài)建模52-54
• 4.1.2 反應(yīng)精餾塔的動(dòng)態(tài)模擬流程54-55
• 4.2 反應(yīng)精餾塔的動(dòng)態(tài)模擬及控制方案的選定55
• 4.2.1 反應(yīng)精餾塔的動(dòng)態(tài)模擬55
• 4.2.2 控制方案及參數(shù)整定55
• 4.3 算例55-59
• 4.3.1 物系的熱力學(xué)性質(zhì)55-56
• 4.3.2 熱力學(xué)模型的選擇56-58
• 4.3.3 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程58
• 4.3.4 過(guò)程模擬58-59
• 4.4 模擬結(jié)果與分析59-71
• 4.4.1 反應(yīng)精餾塔冷凝器泄漏(內(nèi)泄)模擬與分析59-66
• 4.4.2 反應(yīng)精餾塔冷凝器泄漏(外泄)模擬與分析66-71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 5 結(jié)論73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 附錄78-79
• 致謝79-80
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷80

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