国家自然科学基金(20976172)
- 作品数：9 被引量：14H指数：3
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- 乙二醇单丁醚催化精馏塔开车过程的动态模拟研究被引量：3
- 2010年
- 对以环氧乙烷和正丁醇为原料,通过催化精馏法合成乙二醇单丁醚的催化精馏塔开车过程的动态行为进行了模拟研究。提出了1项适用于本工艺体系特点的开车策略。建立了催化精馏塔开车过程的动态数学模型,通过模拟计算得到了从开车至达到系统稳定需要的时间,研究和分析了开车过程中塔内温度、组分浓度、热负荷、反应速率及汽液相流量等的动态分布特征,并同试验结果进行了比较。研究揭示了催化精馏塔开车过程的基本规律,为工艺优化和控制策略的建立奠定了重要基础。
- 于凤娟安维中翟志强胡仰栋周立明朱建民
- 关键词：催化精馏开车过程动态模型
- 外循环喷雾式乙氧基化反应器的数学模型与模拟被引量：3
- 2010年
- 对半间歇操作外循环喷雾式乙氧基化反应器的数学模型与模拟进行了研究,分析了反应器的特性,建立了同时考虑气液传质、动力学、汽液平衡、反应体积变化和惰性气氮气影响的反应器的数学模型和数值模拟算法。以合成聚乙二醇为例,模拟得到反应器中温度、压力、环氧乙烷浓度及乙氧基化产物随时间和空间位置的分布。模拟结果同工业操作数据进行了比较,结果表明了模型的可靠性。
- 李佳安维中张海滨周立明朱建民
- 关键词：乙氧基化环氧乙烷
- UNIFAC法预测环氧乙烷-聚乙二醇体系的汽液相平衡
- 2013年
- 针对聚乙二醇(PEG)合成反应器中环氧乙烷(EO)溶解度测量困难问题,提出一种基于UNIFAC基团贡献法的理论估算方法。将不同相对分子质量的PEG混合物用平均EO加成数n(EO)表达,建立了EO-PEG体系的基团划分方法和UNIFAC模型,通过计算取得了n(EO)在0—40范围内EO-PEG体系的汽液平衡数据,并与实验数据进行了比较。结果表明:随着EO平均加成数的增大,EO在液相中的活度系数持续减小,EO溶解度持续增大;当n(EO)<8时,基团分子间相互作用对EO活度系数的贡献较大,而当n(EO)>15时,体系的非理想性主要由分子的大小和形状差异引起,此条件下基团间相互作用对活度系数的影响可以忽略。
- 安维中郭丹李佳周立明朱建民
- 关键词：环氧乙烷聚乙二醇UNIFAC乙氧基化溶解度
- 考虑反应热的乙氧基化反应精馏塔能量内部集成与优化被引量：4
- 2012年
- 以正丁醇和环氧乙烷为原料合成乙二醇正丁醚(EGMBE)为例,利用数学模型和模拟分析方法,研究了包含大量反应热效应的乙氧基化反应精馏(ERD)塔中反应热的利用及系统能量优化问题。研究表明,当采用常规的、将反应段直接叠加于提馏段之上的塔设计时,反应热并没有贡献于分离操作或减小再沸器的热负荷,而只是被冷凝器中的冷却介质移走。分析了反应热的可利用途径,提出一种将反应段和提馏段分割、从反应段移出反应热供提馏段加热的内部热集成乙氧基化反应精馏结构——IHIERD。模拟结果表明,IHIERD将使再沸器的温度从462.5K降低到420.0K,冷凝器负荷降低11%,外部能量输入降低14%,节能效果显著。
- 安维中孟霞李宏熙周立明朱建民
- 关键词：乙氧基化反应精馏反应热
- 聚乙二醇生产装置用能优化研究
- 2010年
- 对聚乙二醇生产装置的用能问题进行了研究,重点讨论了反应热的回收利用和换热系统的优化。采用时间分段法分析了装置的用能特征,针对间歇操作的特点,提出了利用中间热储罐进行间接热回收的改进工艺,并通过绘制间歇过程冷热物流组合曲线确定了中间热储罐的温位及可回收的热量。研究表明,应用本文方法可实现反应热的回收,工艺能耗显著降低,节能达69%以上。
- 张海滨安维中李佳周立明朱建民
- 关键词：聚乙二醇乙氧基化
- 环氧乙烷氨解合成乙醇胺新工艺及其过程模拟被引量：1
- 2011年
- 提出以环氧乙烷和氨水为原料,利用管式反应器耦合反应精馏塔合成乙醇胺的过程强化新工艺。该工艺以90%浓度氨水为原料,首先在3 MPa,323～343 K,氨水与环氧乙烷配比为10:1的条件下,在管式反应器合成乙醇胺混合产品;混合产品经过减压和蒸出过量的氨后,进入反应精馏塔,和另一股环氧乙烷在塔内同时进行化学反应和产物分离。利用Aspen Plus软件对工艺的可行性和经济性进行了模拟分析,得到合理的流程方案和适宜的工艺参数,其中反应精馏塔适宜的工艺参数为:操作压力0.05 MPa,分离级数10,环氧乙烷和乙醇胺混合产物进料摩尔比1:1,再沸比8,模拟还得到塔内温度和浓度分布。研究表明,在此条件下,环氧乙烷和一乙醇胺在反应精馏塔内转化完全,少量水同时作为催化剂和载热剂从塔顶采出,二乙醇胺和三乙醇胺重组分通过精馏作用由塔底采出。研究表明,本文工艺能使二乙醇胺的选择性达75%以上,同时反应热能得到直接利用,其技术和经济优越性优于现有工艺。
- 安维中朱建民
- 关键词：乙醇胺二乙醇胺环氧乙烷反应精馏
- 乙氧基化催化精馏塔紧急排空的风险分析与评价
- 2010年
- 基于事故后果分析法,对1个乙氧基化催化精馏塔(以环氧乙烷和甲醇为原料合成乙二醇单甲醚)紧急排空后因环氧乙烷扩散引起的危险性进行了定量分析。首先,通过模拟计算取得紧急排空时塔的操作条件及塔内未转化环氧乙烷的量等数据;其次,利用安全评价准则判定了紧急排空时环氧乙烷的排放类型和扩散类型;再次,应用高斯烟羽扩散模型,计算了环氧乙烷非重气云扩散的危险距离。研究表明,在不利的环境条件下,紧急排空的突发火(或爆炸)与中毒危险下风向最大距离可达35.2 m和97.4 m。本研究提供的事故后果信息将为塔的安全评价及应急预案制定提供理论依据。
- 国洪超安维中于凤娟胡仰栋周立明朱建民
- 关键词：环氧乙烷乙氧基化催化精馏塔风险分析安全评价
- 乙氧基化反应器的模型化及其研究进展被引量：1
- 2010年
- 介绍了乙氧基化原理及工业反应器的特征,综述了乙氧基化反应器的模型化方法,包括动力学、气液平衡、质量传递模型及参数获取方法。介绍了工业半间歇乙氧基化反应器的模拟方法及取得的一些进展,并对该领域的研究提出展望。
- 安维中李佳张海滨周立明朱建民
- 关键词：反应器乙氧基化模型化
- 乙二醇单丁醚反应精馏塔控制方案设计与效果分析被引量：4
- 2012年
- 针对以环氧乙烷和正丁醇为原料合成乙二醇单丁醚(EGBME)反应精馏塔控制要求,提出了一种基于相对增益矩阵(RGA)分析的控制方案设计。首先,通过动态模拟取得被控变量和操纵变量的相对增益矩阵,依此设计出一种通过塔底产品流量控制塔釜液位、再沸器负荷控制提馏段灵敏板温度、环氧乙烷进料控制反应段灵敏板温度的控制方案。随后利用Aspen Dynamic模拟,在添加环氧乙烷进料发生20%的阶跃扰动情况下,考察了反应精馏塔的动态响应情况及控制效果。结果表明,提出的控制方案能够使系统在2h内恢复稳定,且产品质量与设计值之间的偏差不大于1%。设计效果能很好达到控制要求。
- 李宏熙安维中于凤娟周立明朱建民
- 关键词：反应精馏控制设计相对增益矩阵
