探索尿素生产中汽提过程的模拟计算

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1、天津大学硕士学位论文尿素生产中汽提过程的模拟计算姓名：王富军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陶世银20021201摘要摘要尿素作为一种重要的化学肥料，在世界范围内其生产和使用居首位，此外它也是一种用途广泛的工业原料。是国家的支柱产业之一。多年来，有关尿素新工艺、新设备的开发及老工艺、设备的改造一直是人们所研究的课题，并随着能源严重的短缺和相关技术的发展而越来越受到人们的重视。本文从尿素生产系统的热力学气液平衡机理模型的研究入手，对尿素工艺的汽提过程进行模拟研究，以期为尿素工业生产提供一定的理论指导

2、。论文的主要内容有：(1)采用ExtendedUNIQUAC方程计算对NH3-C02-H20一Urea体系气液平衡进行模拟计算，所得模型在尿素合成高压圈内的预测性较好，且与实验值吻合较好，可满足尿素合成条件下工艺计算及流程模拟的需要。(2)建立了适用于C02汽提塔的平衡级数学模型，计算结果同设计数据以及实际工况吻合较好。汽提塔过程各参数的变化情况同采用相图分析的结果一致，充分说明了本模型的合理性。同时也验证了热力学模型的正确性，计算结果得到汽提塔内各个操作参数的分布。基于提出的模型，对NH3汽提塔进行了模拟

3、计算，计算结果同实际相符较好，说明本模型同样适用于氨汽提过程的模拟计算。(3)将人工神经网络应用于C0。汽提塔的模拟，用这种“黑箱”模型代替严格模型，简化了计算，节省了机时，而且保证了程序的收敛性。从训练结果来看，所选用的网络模型较为可靠，能够代替严格模型，也说明了智能算法在化工模拟优化技术实用性及良好的发展前景。关键词：C02汽提塔，NH3汽提塔，平衡级模型，NH3一C02一HzO—Urea体系，ExtendedUNIQUAC方程，气液平衡热力学模型，人工神经网络Abst，ractAbStractUrea

4、isoneofthemostimportantnitrogen—basedfertilizersintheworld．Nowadays，Withtheenergycrisisandthesevereenvironmentalpolution．researchesOntheureaprocessaremoreandmoreattachedimportanceSOastolowertawmaterialsandenergycosts，andreducingwastegeneration．Demandsforen

5、ergyconservationandenvironmentalcontrolmustbeansweredbytheUreaprocesslicensors．C02stripperisoneofthemostimportantunitsintheUrea—synthesisprocess．C02strippingprocessaimstodecomposethecarbamateSOastofulfillrecylingtheunreactedNH3andC02fromtheUreasolution．The

6、refore，RigoroussimulationofC02stripperisnecessaryandsignificantfordesign，modifyandoptimizationoftheUreaproductionprocess．Themaincontentsofthispaperareasfollows：1．AnExtendedUNIQUACequationwasappliedtocalculatevapor-liquidequilibrium(VLE)ofNH3-C02·H20一Ureath

7、ermodynamicsysteminvolvedintheUreaprocesssystem．Thesimulationresultsofthermodynamicmodelagreedwellwithexperimentaldata．ThemodelcanbeusedtopredictthebehaviorofthesystemsNH3-C02-H20-Ureaoverawiderangeofureasynthesisprocess．2．Basedonrigorousthermodynamicmodel

8、，anequilibriumstagemodelwasdevelopedtosimulateC02stripperandNH3stripper．Theresultsagreewellwithdesignvaluesanddatafromplant．Thesimulationresultswerecomparedwiththeconclusionobtainedfromtheanalysisofthehigh-pr