氯甲烷回收过程的建模与分析

【摘要】： 草甘膦是一种高效、低毒、广谱灭生性除草剂,在生产过程中会产生大量含有氯甲烷的尾气,如果直接排入大气,会对环境与人类造成极大的污染和危害;另一方面,氯甲烷是制备有机硅聚合物和其它卤代烃的原料,也是很好的溶剂和甲基化剂,所以其回收具有保护环境、提高经济的意义。 本文的主要研究内容如下: (1)主要介绍了化工过程模拟的发展历程,指出化工过程模拟系统由系统模型、物性数据库和求解方法所构成。化工过程模拟的基本方法主要有序贯模块法、联立方程法和联立模块法。对化工过程稳态模拟和动态模拟的研究现状进行了综述; (2)介绍了几种氯甲烷混合尾气回收的生产工艺路线,其中常规分离法是我国氯甲烷混合尾气回收的主要方法。除杂过程是氯甲烷混合尾气回收的关键工序,除杂过程的好坏直接影响产品收率和质量。对氯甲烷混合尾气回收过程工艺特性进行摸索与分析,为回收过程动态模拟研究打下坚实基础; (3)根据氯甲烷混合尾气回收过程的工艺条件和动态机理,参照基本物性数据,以机理模型为基础,分别对氯甲烷混合尾气回收过程中的三个重要流程(水洗、碱洗、酸洗)建立了相应的动态模型; (4)合理分析氯甲烷回收过程的物性数据,选择求解精度较高的四阶龙格—库塔法对氯甲烷回收过程的动态模型进行求解。求解结果表明该氯甲烷混合尾气回收过程动态模型能很好地模拟实际的生产情况。另外,还得到了在开车过程和气相流量发生阶跃波动时,氯甲烷混合尾气回收过程中各塔出口处非惰性组分的质量分数随时间变化关系,由此得到了水洗和酸洗过程中气相流量和液相流量的操作线。 对草甘膦混合尾气氯甲烷回收过程进行过程模拟研究,能够更好地了解草甘膦混合尾气氯甲烷回收的过程机理和动态特性。模拟结果能够为操作人员分析工艺过程提供可靠的依据,对改进设计和操作条件具有重要的参考价值。 【关键词】：氯甲烷 回收 动态模型 分析
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ457.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符号说明11-13
• 第一章 绪论13-16
• 1.1 引言13-14
• 1.2 文章结构14-16
• 第二章 过程模拟技术在化工生产过程中的应用16-33
• 2.1 引言16
• 2.2 化工过程模拟的发展历程16-17
• 2.3 化工过程模拟系统的构成17-20
• 2.3.1 系统模型17-19
• 2.3.2 物性数据库19-20
• 2.3.3 求解方法20
• 2.4 化工过程模拟的基本方法20-24
• 2.4.1 序贯模块法20-21
• 2.4.2 联立方程法21-22
• 2.4.3 联立模块法22-24
• 2.5 化工过程模拟的分类24-31
• 2.5.1 稳态模拟24-27
• 2.5.2 动态模拟27-31
• 2.6 小结31-33
• 第三章 草甘膦生产过程中的氯甲烷回收工艺分析33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 氯甲烷生成的反应机理33-36
• 3.3 氯甲烷回收工艺36-38
• 3.3.1 常规分离法36
• 3.3.2 变温吸附法36-37
• 3.3.3 变压吸附法37
• 3.3.4 反应分离法37-38
• 3.4 回收工艺流程分析38-41
• 3.4.1 工艺流程38-40
• 3.4.2 主要回收设备40-41
• 3.5 小结41-42
• 第四章 氯甲烷回收过程吸收塔动态模型42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 基本物性42-48
• 4.2.1 流体Ｐ－Ｖ－Ｔ关系42-43
• 4.2.2 流体摩尔焓关系43-44
• 4.2.3 平衡关系44-45
• 4.2.4 活度系数45-46
• 4.2.5 逸度系数46
• 4.2.6 流动模型46-47
• 4.2.7 传质速率及传质系数47-48
• 4.3 吸收单元基础模型48-50
• 4.4 模型建立50-55
• 4.4.1 模型假设50-51
• 4.4.2 水洗塔群动态模型51-52
• 4.4.3 碱洗塔动态模型52-54
• 4.4.4 酸洗塔群动态模型54-55
• 4.5 小结55-56
• 第五章 结果分析与讨论56-70
• 5.1 引言56
• 5.2 求解算法56-58
• 5.3 结果与讨论58-69
• 5.3.1 水洗塔58-63
• 5.3.2 碱洗塔63-64
• 5.3.3 酸洗塔64-69
• 5.4 小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 本文总结70-71
• 6.2 课题展望71-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-79
• 攻读学位期间发表的学术论文目录79

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