探索尿素流程工艺二氧化碳汽提塔的模拟

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1、大连理工大学硕士学位论文尿素流程工艺二氧化碳汽提塔的模拟姓名：吴丹申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张述伟20020619尿素流程工艺二氧化碳汽提塔的模拟摘要尿素是一种广泛应用且肥效高的化学肥料，同时它还是一种重要的工业原料，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。C02汽提塔是尿素合成工艺中的关键设备之一。对其进行准确的热力学模拟计算有利于该设备的改造及工艺过程的改进、工艺操作参数的优化，从而使能量回收利用更为完全，达到增产降耗的目的。论文的主要内容有：(

2、1)阐述了前人对ACwU体系的尿素合成条件下的热力学气液平衡机理模型。采用Isla等提出的扩展的UNIQUAC方程计算对NH3．C02．H20．Urea体系气液平衡进行模拟计算。所得模型在一定范围内的预测性和实用性都很好，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。汽提过程C02液相摩尔分率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『F确性，计算结果得到汽提塔内各个操作参数的分布，因此，模拟计算结果比相图更能反映塔内的情况。(3)建立了汽提塔的非平衡级数

3、学模型，并给出相关的动力学参数的求解方法。(4)将AAN(人工神经网络)应用于C02汽提塔的模拟，以其模型作为“黑箱”模型，代替了严格模型，简化了计算，节省了机时。从训练结果来看A1qN网络模型较为可靠，能够代替严格模型，为尿素过程系统的进一步优化奠定了基础。关键词：C0：汽提塔；NH。一c0：一H。0一Urea体系；人工神经网络垦壅鎏塑三茎三蔓些壁苎堡堕竺堡塑一AbstractUreafertilizerhasthelargestcommercialtonnageofallnitrogenfertilizer．Nowadays，theprospectsforasustaineddev

4、elopmentintheUreaindustryaremuchbrighterthantheyhavebeenformanyyears．DemandsforenergyconservationandenvironmentalcontrolmustbeansweredbytheUreaprocesslicensors．C02stripperisoneofthemostimportantunitsintheUrea_synthesisprocess．C02strippingprocessaimstodecomposethecarbarnateSOastofulfillrecyclingt

5、heunreactedNH3andC02fromtheUreasolution．Therefore，RigoroussimulationofC02stripperisnecessaryandsignificantfordesign，modificationandoptimizationoftheUreaproductionprocess．Themaincontentsofthispaperareasfollows：IInthispaper,ACWUthermodynamicmodelsinvolvedinUrea-synthesisprocesswhichwerepresentedby

6、formersaresummarized．ThemodifiedUNIQUACequationwhichwasusedbyIslaet．a1．isappliedtocalculatevapor—liquidequilibrium(VLE)ofNH3一C02．H20．UreathermodynamicsysteminvolvedintheUreaprocesssystem．Theresultsofthermodynamicmodelagreewellwithexperimentaldata．Themodelcanbeusedtopredictthebehaviorofthesystems

7、NH3一C02-H20andNH3一C02一H20-Ureaoverawiderangeofcompositionandtemperature：IIBasedonrigorousthermodynamicmodel，anequilibriumstagemodelisdevelopedtosimulateC02stripper．Theresultsagreewellwithdesignvaluesandtherunningplantdata．Th