萃取及萃取精馏过程模拟研究

发布时间：2021-01-10 15:27

　　液液萃取和萃取精馏作为重要的分离技术,被广泛的应用于石油、化工等生产领域。由于计算复杂性及单一软件固有的局限性,通常需要多个软件或多个组件与软件协同合作才能够快速准确地处理萃取与萃取精馏过程遇到的问题。因此开发符合CAPE-OPEN标准的萃取及萃取精馏单元模块,通过模块调用实现软件与组件间的集成,是十分必要的。本文通过对萃取及萃取精馏过程进行研究,明确萃取及萃取精馏模块的功能,对应的建立起数学模型,采用改进的流率加和算法对绝热萃取过程进行求解计算;采用等温流率加和算法对恒温萃取及指定塔板温度分布萃取过程进行求解计算;在对萃取精馏过程进行求解计算时则采用改进的内外层算法,根据面向对象的思想,使用Visual C++语言开发出基于CAPE-OPEN标准的萃取塔和萃取精馏塔单元模块,并对开发的模块进行有效性检验。采用开发的萃取塔及萃取精馏塔单元操作模块对芳烃抽提和丁二烯抽提等实例分别进行模拟。在相同物性数据和操作条件下,采用Aspen Plus模拟软件中的Extract及RadFrac模块及自主开发的萃取塔和萃取精馏塔单元模块进行计算,将计算结果与实际的工业验证指标进行对比分析。结果表明:本... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
前言
1 文献综述
    1.1 萃取及萃取精馏概述
    1.2 萃取及萃取精馏技术
        1.2.1 萃取技术
        1.2.2 萃取精馏技术
    1.3 萃取剂
        1.3.1 液液萃取过程中萃取剂
        1.3.2 萃取精馏过程中萃取剂
    1.4 萃取及萃取精馏过程模拟
        1.4.1 萃取及萃取精馏过程模拟热力学方法
        1.4.2 萃取及萃取精馏过程稳态模拟算法
    1.5 课题背景及研究内容
        1.5.1 课题背景
        1.5.2 研究内容
2 数学模型及求解算法
    2.1 萃取塔数学模型
    2.2 自由度分析
    2.3 萃取塔求解算法
        2.3.1 绝热萃取
        2.3.2 恒温及指定塔板温度分布萃取
    2.4 萃取精馏塔数学模型
    2.5 萃取精馏塔求解算法
        2.5.1 外层迭代计算
        2.5.2 内层迭代计算
        2.5.3 计算步骤
        2.5.4 计算框图
    2.6 本章小结
3 基于CAPE-OPEN的单元模块开发
    3.1 模块开发标准及技术
        3.1.1 CAPE-OPEN标准概述
        3.1.2 CAPE-OPEN标准组件
        3.1.3 CAPE-OPEN标准的实现
        3.1.4 面对对象技术
    3.2 单元模块的创建
    3.3 求解算法程序实现
        3.3.1 萃取塔求解算法程序实现
        3.3.2 萃取精馏塔求解算法程序实现
    3.4 图形用户界面实现
        3.4.1 萃取塔界面
        3.4.2 萃取精馏塔界面
    3.5 模块有效性检验
    3.6 本章小结
4 萃取及萃取精馏过程模拟及验证
    4.1 验证方法及内容
    4.2 萃取过程模拟及验证
        4.2.1 绝热萃取过程
        4.2.2 指定塔板温度分布萃取过程
    4.3 萃取精馏过程模拟及验证
        4.3.1 萃取精馏单元概述
        4.3.2 输入组分
        4.3.3 物性方法选择
        4.3.4 参数设置
        4.3.5 结果分析及验证
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]丁二烯抽提技术探讨[J]. 朱晓飞.  山东化工. 2017(21)
[2]基于CAPE-OPEN标准的萃取塔单元模块开发[J]. 张裕凯,司东东,夏力,王建平,项曙光.  计算机与应用化学. 2017(09)
[3]DMF抽提丁二烯装置第二汽提塔压力波动原因分析及对策[J]. 房欢.  齐鲁石油化工. 2017(03)
[4]芳烃抽提技术研究进展和应用现状[J]. 陈利维,张天嵌.  石油化工应用. 2017(01)
[5]基于Cape-Open标准的复杂精馏塔单元模块开发[J]. 周鑫,陈玉石,王建平,项曙光.  计算机与应用化学. 2016(05)
[6]芳烃联合装置模拟与优化（Ⅱ）——芳烃抽提单元的全流程模拟与优化[J]. 王建平,王乐.  中外能源. 2013(11)
[7]间歇萃取精馏分离环己烷-正丙醇的研究[J]. 孙畅,白鹏,梁金华,张鸾.  现代化工. 2013(06)
[8]六十年来《化工学报》上发表有关精馏过程论文的回顾[J]. 余国琮,袁希钢,李根浩.  化工学报. 2013(01)
[9]三相萃取精馏模拟新算法[J]. 胡晖.  计算机与应用化学. 2007(12)
[10]基于CAPE-OPEN标准的化工物性数据库的探讨[J]. 张德智,李忠杰,贾小平,项曙光.  计算机与应用化学. 2007(10)

博士论文
[1]萃取精馏技术强化与应用[D]. 王文华.天津大学 2006

硕士论文
[1]基于CAPE-OPEN的化学反应过程模拟研究[D]. 刘博谦.青岛科技大学 2017
[2]基于CAPE-OPEN的汽-液-液三相分离过程模拟研究[D]. 于萌萌.青岛科技大学 2017
[3]基于CAPE-OPEN的精馏过程模拟研究[D]. 马英.青岛科技大学 2017
[4]计算机辅助煤化工废水脱酚萃取剂设计[D]. 刘新雨.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) 2017
[5]双水相萃取与双水相浮选技术在生物产品及中药材分离测定中的应用[D]. 李敏.北京化工大学 2010
[6]萃取精馏溶剂的选择及间歇萃取精馏过程研究[D]. 黄悦.天津大学 2007



本文编号：2968947