学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

丙烯水合制异丙醇工艺的全流程模拟

作　者: 刘银川
导　师: 王健红
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 丙烯水合 全流程模拟 固定床反应器 精馏序列
分类号: TQ223.123
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 104次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文针对丙烯气相水合制异丙醇工艺进行了全流程模拟,根据物料守恒、能量守恒、动量守恒建立该生产装置的模型,根据生产装置的实际特点和形式选择了恰当的热力学方程和计算方法,使得全流程能够稳定收敛,从而也证实了模拟及算法的准确性。并在此基础上重点对反应器和精馏序列进行了研究,通过灵敏度分析对工艺参数进行了优化,使其能更好的反映实际工况,达到更好的分离效果。丙烯水合反应器采用绝热式固定床反应器,用磷酸/硅藻土作催化剂,丙烯和水的混合物在一定的温度和压力下发生水合反应生成异丙醇及其他副产物。根据物料守恒、能量守恒建立了绝热式固定床反应器的模型,选择了适当的动力学方程和热力学性质,采用了龙格库塔法对反应器模型进行求解。异丙醇精馏序列主要包括轻组分塔、共沸塔和精馏塔。在模拟过程中采用序贯模块法,把各个子系统模型按照流程顺序连成一个整体,构成整个装置的数学模型。通过灵敏度分析对异丙醇精馏序列进行了优化,采用了最佳工艺参数,达到更好的分离效果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-16
第一章 文献综述  16-30
  1.1 化工系统工程  16-17
  1.2 化工流程模拟  17-23
    1.2.1 稳态流程模拟  17-19
    1.2.2 动态流程模拟  19-20
    1.2.3 通用化工流程模拟系统  20-21
    1.2.4 专用化工模拟系统  21-22
    1.2.5 操作型流程模拟系统  22
    1.2.6 设计型动态模拟系统  22-23
  1.3 化工流程模拟的发展  23-24
  1.4 流程模拟系统的组成  24-25
    1.4.1 数学模型  24
    1.4.2 物性数据  24-25
    1.4.3 求解方法  25
  1.5 化工流程模拟的基本方法  25-26
    1.5.1 序贯模块法  25
    1.5.2 联立方程法  25-26
    1.5.3 联立模块法  26
  1.6 化工流程模拟软件简介  26-30
    1.6.1 Aspen Plus  26-27
    1.6.2 Hysys  27
    1.6.3 ProⅡ  27-30
第二章 异丙醇的生产技术和市场分析  30-40
  2.1 异丙醇简介  30
  2.2 异丙醇主要的生产技术  30-36
    2.2.1 丙烯间接水合法  30-32
    2.2.2 丙烯直接水合法  32-35
    2.2.3 不同生产方法的比较  35-36
  2.3 异丙醇的市场研究  36-38
    2.3.1 国外生产及市场情况  36-37
    2.3.2 国内生产及市场情况  37-38
  2.4 论文选题的目的和意义  38-40
第三章 丙烯水合工艺系统分析  40-46
  3.1 丙烯水合工艺  40-41
  3.2 工艺流程图  41-42
  3.3 原料组成  42-43
  3.4 工艺条件和设备参数  43
  3.5 丙烯水合反应方程式  43-44
  3.6 反应动力学  44-46
第四章 数学模型  46-62
  4.1 基础物性数据  46-47
  4.2. 热力学模型  47-52
    4.2.1 热力学模型的选择  47-49
    4.2.2 焓模型  49-50
    4.2.3 逸度模型  50-51
    4.2.4 活度模型  51
    4.2.5 相平衡模型  51-52
  4.3 基本单元模型  52-62
    4.3.1 系统平衡的基本方程  52-54
    4.3.2 物料的加合与分割  54-56
    4.3.3 换热器  56
    4.3.4 平衡闪蒸模型  56-58
    4.3.5 闪蒸模型求解  58-60
    4.3.6 闪蒸模型求解程序流程图  60-62
第五章 反应系统求解  62-70
  5.1 独立化学反应数分析  62-63
  5.2 反应系统切割  63
  5.3 水合反应器的数学模型  63-65
  5.4 反应器模型求解  65-67
  5.5 反应器模拟结果  67-70
第六章 异丙醇精制系统模型求解及优化  70-90
  6.1 精馏塔模型  70-72
  6.2 精馏塔模型求解  72
  6.3 异丙醇精制系统模拟结果  72-73
  6.4 异丙醇精制过程的优化  73-90
    6.4.1 轻组分塔  73-80
    6.4.2 共沸塔  80-85
    6.4.3 异丙醇精馏塔  85-90
第七章 结论  90-92
参考文献  92-94
致谢  94-96
研究成果及发表的论文  96-98
作者和导师简介  98

相似论文

  1. 丙烷催化脱氢制丙烯的研究,TQ221.212
  2. 轴向固定床反应器内流场和温度场的数值模拟与分析,TQ018
  3. 乙炔法氯乙烯反应器模拟与优化研究,TQ222.42
  4. 杂多酸/分子筛的制备及催化甲烷偶联化反应,O643.32
  5. 在固定床上负载金属卟啉催化氧化环己烷反应的研究,O643.32
  6. Ca/Al复合氧化物催化剂制备生物柴油的研究,TE667
  7. 二乙醇胺催化脱氢合成亚氨基二乙酸的研究,TQ225.122
  8. 负载杂多酸催化剂上乙氧基化反应研究,TQ203.2
  9. 甲醇脱水制二甲醚反应器数学模拟,TQ223.24
  10. PEM燃料电池氢源用CO优先氧化器的研发及性能研究,TM911.4
  11. 二甲醚固定床合成反应器模拟,TQ223.24
  12. 化学链燃烧系统的化学反应性能研究,TK16
  13. 固体酸催化作用下苯和γ-丁内酯气固相合成α-四氢萘酮反应的研究,TQ244.2
  14. 固定床反应器中FMP溶解动力学研究,TQ440
  15. 丁烷选择氧化制顺酐固定床反应器人为非定态操作特性,TQ223
  16. 吡啶氯化工艺研究,TQ251
  17. 环戊胺合成的研究,TQ236
  18. 多组分热偶精馏的节能设计与优化,TQ028
  19. 碱土金属对铁基催化剂F-T合成反应性能的影响,O643.32
  20. QCS-01耐硫变换催化剂的反应动力学与变换反应器的模拟,TQ032

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物（无环化合物）的生产 > 脂肪族醇（醇、羟基化合物）及其衍生物 > 脂肪族醇 > 饱和一元醇 > 丙醇
© 2012 www.xueweilunwen.com