探索邻二甲苯氧化制苯酐装置的动态模拟

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1、北京化工大学硕士学位论文邻二甲苯氧化制苯酐装置的动态模拟姓名：张琳申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张澍增2000.5.1北京化_T-大学硕士学位论文州20等一、捕_r仅2uf一4-j要f苯酐是现代有机化工最重要的产品之一，广泛应用于化工、医药、电子、农业、涂料、精细化工等工业部门)本文建_立了齐鲁石化烯烃厂苯酐装置的动态模t———二>j拟系统，首次超实时模拟了开停车过程、正常工况及事故状态下的动态响应，取得了良好的效果。由于Cg-甲苯氧化制苯酐是一个十分复杂的反应系统，在分析了氧化网络的基础上，本文根据BASF工艺特点，简化了反应网络、开发了EhT业数据修正的氧化过

2、程动力学方程，并将其应用于反应器的模拟中。本文将邻二甲苯氧化反应器简化成六个串联的全混釜，比较全面和详细地反映出床层的动态特性。由反应器的模拟结果可知，温度、压力、组成等重要工艺指标均与实际生产数据吻合。这充分说明该模型具有良好的适应能力，可用于工业生产装置的工况模拟和操作优化。所开发的反应器模型可作为一个模块嵌入流程模拟平台的大环境中运行。在闪蒸模型的计算中，我们引入了一种适用于动态流程模拟的定容闪蒸模型。该模型采用“双层法”来确定相平衡参数，既保证了模拟的精确度、稳定性，又提高了动态模拟的计算速度。我们用集中参数模型来解决分布参数问题，解决了联解偏微分方程组耗机时多、不能

3、满足实时模拟计算速度要求的问题。文中采用形式简单的欧拉法对模型进行求解，计算效率较高。本套模拟系统将为我国苯酐“80克工艺”提供各主要设备的工艺参数和操作性能等重要技术指标，指导实际生产。关键词：邻二甲苯，苯酐，动态模拟Phthalicanhydride，achemicalofconsiderableimportance，ismainlyusedinchemical，medicine，electron，agricu]tureanddopeindustry．ThispaperpresentsadynamicsimulationsystemofPAdeviceswhicharei

4、nalkenefactoryofQilupetrifaction．Wesimulatetheprocessofstartingandstopping，theoperationsundernormalandabnormalconditionswithasuperrealtimespeedforthefirsttime．Itisaverycomplexreactionsystemofo—xyleneoxidationtophthalicanhydride，thereforewepredigestthereactionnetwork．AccordingtotechnologyofB

5、ASF，thereactionnetworkandkineticsweredeterminedinthepresentinvestigation．TheoxidationreactorissimplifiedintosixCSTRwhichislinkedonebyone．Wecanobservethedynamicrespondsinthereactorbedclearly．Theresultsofsimulationareconsistentwithpracticaldata，whichprovesthatthemodelcanbeusedindiverseconditi

6、ons．Inflashcalculation，aconstantvolumeflashmodelwhichsuitstodynamicsimulationhasbeenadopted．Ituses”Inside—Out”approachtodeterminephaseequilibriumparameters，whichnotonlyguaranteestheaccuracyandstability，butalsoimprovesthespeedofcalculation．FinallywesuccessfullyuseEulermethodtocalculatedifere

7、ntialequations．Keywords：0一xylene，Phthalicanhydride，Dynamicsimulationll北京化工大学硕士学位论文第一章前言§1．1系统工程的发展倚史‘11【2】系统工程真正被人们接受还是从阿波罗登月计划开始的。虽然在此之前早就有了系统工程的概念。早在二干多年前，埃及的金子塔、中国的都江堰水利工程已经运用了系统工程的某些概念。近代科学技术的发展，特别是计算机的出现和广泛应用，使系统工程在世界范围内迅速发展起来。第一次采用“系统工程”这一名词的是1940年