基于gproms在化工中的应用

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1、天津大学硕士学位论文gPROMS在化工中的应用姓名：武秀丽申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李士雨20070101中文摘要gPRoMSV3．0是帝国理工学院(ImperialCollegeLondon)PSE(ProcessSystemEnterpriseLtd．)研究中心2006年推出的最新研究成果，具有卓越的化工过程建模、求解与优化功能。论文通过3个典型化工过程研究了gPRoMS的模拟、参数估计、优化及与外部软件EXCEL的连接功能，通过1个较复杂过程，研究了gPROMS模拟复杂过程的能力。即(I)以邻二甲苯氧化生产苯酐过程研究gPROMS的模拟功能；(2)以偏三甲苯液相空气

2、氧化过程研究gPROMS的参数估计及其与ExcEL的连接功能；(3)以青霉素半连续发酵过程研究gPRoMS的优化功能；(4)以甲醇一水双塔精馏过程研究gPRoMS模拟复杂过程的能力。建立了邻二甲苯氧化生产苯酐过程二维动态模型方程，利用gPROMS求解，通过模拟结果及进料口温度和冷却剂温度对反应的影响分析，表明gPRoMS能很好模拟邻二甲苯氧化生产苯酐过程。利用gPROMS估计偏三甲苯液相空气氧化过程动力学参数，估计结果同文献计算值相比，更与试验数据吻合；完成外部数据库ExCEL文件，通过gPROMS的连接，实现偏三甲苯液相空气间歇、连续氧化过程数据的在线导入导出。在青霉素发酵过程非结构模

3、型的基础上，在满足比生长率、基质浓度及体积约束的条件下，以青霉素浓度最大化为目标建立优化函数。用gPROMS求解、寻优。通过调节初始浓度和改变加料方法，获得最优结果是原始结果的五倍多，表明gPRoMS具有强大的优化功能。以新型甲醇精馏过程一主塔为高压塔和常压塔双塔精馏为例，在gPRoMS中构造模型，逐级分解模块。在给定的分离条件下，通过进料流率、回流比对塔顶产物浓度的影响，进料板处温度及塔内温度的变化，证实模拟结果符合理论分析与实际操作过程，表明gPROMS能方便地模拟复杂精馏过程。关键词：gPROMS模拟参数估计优化EXCELABSTRACTReleasedin2006，gPROMSV

4、3．0(generalProcessModellingSystem)isthelatestproductionofProcessSystemEnterpriseLtdinImperialCollegeLondon．Ithaseximiousmodelingfunction，calculationandoptimizationfunctionsinchemicalengineeringprocess．ThegPROMS’functions：simulation，parameterestimation，optimizationandthecombinationwithEXCELhavebee

5、nstudiedthroughthreetypicalchemicalprocesses．Fromacomplexprocess，itcallbestudiedthatgPROMScouldsimulatecomplexprocess，thatis：(1)thesimulationfunctionhasbeenstudiedfromtheprocessofo-xyleneoxygenatedtophthalicanhydride；(2)theparameterestimationandthecombinationwithEXCELhavebeenstudiedfromtheprocess

6、ofoxidationforliquid1，2，4-trimethylbenzenewithair；(3)theoptimizationfunctionhasbeenstudiedfromthepenicillinfed—batchfermentationprocess；(4)thecapabilityofsimulatingsomecomplexprocesshasbeenstudiedfromthemethanolrectifyinbi—column．2一Ddynamicmodeloftheoxidationprocesshasbeensetupintheprocessofo-xyl

7、eneoxygenatedtophthalicanhydride．FromthegPROMS’simulatingresultandtheeffectoffeedandrefrigeranttemperatureonreaction，itshowsthatgPROMScouldsimulatetheprocessofo—xyleneoxygenatedtophthalicanhydridewell．Dynamicparameters