一、醋酸甲酯水解催化精馏过程的模拟计算（论文文献综述）
杨新创[1]（2020）在《反应精馏及反应隔壁精馏过程的PI与模型预测控制研究》文中认为精馏过程是化工生产过程中最广泛应用的一种分离技术,但是该过程的能耗高,能量效率低,因此分离过程的节能降耗尤为重要。过程强化技术可以显着地降低过程的能耗,节省设备的投资费用,减少设备的占地空间,因此在化工研究中被广泛应用。反应精馏过程和反应隔壁精馏过程作为过程强化的典型代表,通过反应过程和精馏过程的集成,可以明显的减少设备个数,降低操作费用,因此被大量研究学者进行研究报道。但是由于集成过程结构的复杂性,导致设备的操纵变量个数增加,而且变量之间的相互作用也呈现高度非线性,导致了过程的控制难度变得更大。本文针对甲酸生产的反应精馏过程和反应隔壁精馏过程进行研究。首先利用Aspen plus稳态模拟软件对传统反应精馏过程以及反应隔壁精馏过程进行稳态模拟研究,然后利用遗传算法,以年度总费用TAC为优化目标,对两种过程进行模拟优化。其次利用Aspen Dynamics动态流程模拟软件对其进行多回路温度PI控制研究,然后利用MATLAB软件的Simulink仿真模块和Aspen Dynamics联合运行对两种复杂精馏结构进行模型预测控制研究,然后通过多目标优化遗传算法对模型预测控制器的权重系数进行优化设计。最后通过添加进料扰动,分别测试反应精馏过程和反应隔壁精馏过程的PI控制和模型预测控制两种控制策略的动态响应,并进行比较分析。通过对两种控制结构的动态性能比较发现,对于进料扰动,虽然PI控制和模型预测控制都能够回到稳态,但PI控制对于某些被控变量的超调量很大,总体来说,相较于PI控制,模型预测控制能更好的抵抗扰动。模型预测控制对于进料扰动的动态响应曲线的振荡更小,超调量更小,过渡时间更少,而且对应的误差平方积分（ISE）值也更小。总体来说,模型预测控制结构在控制这类复杂的精馏结构方面相较于PI控制是更有优势的。
杨业伟[2]（2019）在《反应精馏合成草酸二甲酯的工艺研究》文中研究表明草酸二甲酯（DMO）作为重要的化工和医药原材料,主要应用于制药、农药和有机合成等领域,如可用来合成维生素B13,加氢制备乙醇、乙二醇和乙醇酸甲酯等物质,以及代替草酸二乙酯合成磺胺甲恶唑等。随着经济发展,国内市场对草酸二甲酯的需求日益增大,吸引不少学者对其合成方法进行研究。目前草酸二甲酯的合成方法可以分为间歇操作的浓硫酸催化酯化法、CO气相偶联法和CO液相偶联法,但以上方法存在腐蚀反应设备,成本高,催化剂流失,方法不成熟等问题。本文使用非均相的催化反应精馏技术,以阳离子交换树脂为催化剂,以草酸和甲醇为原料合成草酸二甲酯。通过实验筛选出二水合草酸为原料,C100H型树脂为催化剂后,再通过动力学实验筛选其他反应条件。根据328.15 K-343.15 K范围内的实验数据使用1st Opt软件拟合得到动力学方程参数。使用Aspen Plus软件对反应精馏合成草酸二甲酯的工艺进行模拟和优化,考察了精馏塔的操作参数对塔釜产物中草酸二甲酯含量的影响。采用草酸甲醇混合液和纯甲醇两股进料,得到较优操作条件,其中全塔理论板数为16,精馏段、反应段和提馏段理论板数分别为7、5和4,进料酸醇摩尔比为1:9（草酸与反应段底部进料的甲醇摩尔比为1:7）,回流比为0.4。草酸的转化率可达到99.83%,塔釜产物中草酸二甲酯的质量分数为87.61%,收率达到86.14%。对塔釜产物进行进一步精馏提纯,产品中草酸二甲酯的质量分数可达99.64%,其他产物除水以外形成闭路循环以节约原料。搭建一套用于催化反应精馏试实验的不锈钢塔。在模拟结果的基础上对回流比等精馏塔操作参数进行了实验验证,确定草酸甲醇的混合液和纯甲醇分别从第8和第16段塔节进料,进料酸醇摩尔比为1:9（草酸与反应段底部进料的甲醇摩尔比为1:7）,回流比为0.4。得到塔釜产品中草酸二甲酯的质量分数达到82.98%,与模拟结果相对误差在10%内,证明模拟结果较为准确,验证了反应精馏合成草酸二甲酯工艺的可行性。
郑永坤[3]（2018）在《离子交换树脂催化剂孔结构对传质及催化剂性能的影响》文中进行了进一步梳理催化精馏是化工生产过程中一个非常重要的化工操作单元,它是将分离与反应耦合起来强化催化过程的一种新工艺。催化精馏技术具有高效、节能、可连续生产等优点,但催化精馏过程中传质和传热又常常限制催化精馏效率的进一步提高。迄今为止,已有许多科学家通过CFD模拟、实验等方法优化了塔内流体的流动形态,以及催化剂装填方式促进了塔器件之间的传质。本论文将以催化精馏过程中常用的离子交换树脂催化剂为研究对象,通过改变交联剂用量、致孔剂用量合成具有不同孔结构的苯乙烯-二乙烯苯（St-DVB）离子交换树脂聚合物微球,通过氮气吸脱附法、压汞法、扫描电镜表征手段对St-DVB聚合物微球的内部骨架进行结构表征分析。表征分析结果表明,在只改变交联剂的情况下,聚合物内部总孔隙率变化不明显（约0.3）,但是交联剂对改变聚合物内部的介孔、大孔的平均孔径有较大的影响。在交联剂含量不变,改变致孔剂含量对聚合物内部结构的总孔隙率有较大的影响。对合成得到的七个样品进行表征后,以甲苯为吸附质分子,对聚合物进行等温吸附实验和动力学吸附实验。通过实验我们得出,甲苯分子在聚合物内部的吸附符合Freundlich等温式,同时甲苯分子在聚合物上的吸附属于范德华力作用下分子间作用力,此后以甲苯分子为探针分子探究了在不同孔结构St-DVB聚合物（?）球表面扩散系数和体积扩散系数的影响。通过实验我们得出以下结论,在总孔（?）率同为0.3的情况下,体积扩散系数和表面扩散系数随着介孔孔隙率、介孔和大孔的平均孔径比的增大而增大;随总孔隙率以及平均孔径的增大,体积扩散系数和表面扩散系数都随之增大,且体积扩散系数随总孔隙率和平均孔径增大的幅度更大。通过磺化反应,在聚合物微球的苯环上接上磺酸基团,使其带有催化能力。确定3h磺化反应可以完成,以及通过傅立叶红外光谱、元素分析等对磺化后的聚合物离子交换树脂进行表征后,表明在致孔剂用量不变的情况下随着交联度的用量的上升聚合物离子交换树脂内的磺酸基含量减少;而在交联剂用量不变,提高致孔剂的用量情况下,聚合物离子交换树脂的磺酸基含量变化不大。将合成得到的离子交换树脂进行醋酸甲酯的水解实验,催化速率随着交联度的增大而减小,由于催化剂的磺酸基酸位点含量递减,反应占主导因此离子交换树脂催化剂性能反而降低;当只改变致孔剂含量的,此时能够固载上的磺酸基的含量基本保持不变,催化速率致孔剂用量的增大而增大,此时传质性能占主导,催化剂的催化性能随致孔剂用量的增大而增大,这是由于致孔剂增大提高了聚合物内部的总孔隙率、平均孔径等参数。最后对比了几种商业离子交换树脂,Amberlyst-46的催化活性最高,Amberlyst-1 5的催化性能是最差的,合成的几种离子交换树脂催化剂的性能和C100E的催化性能的接近,同时我们还对商业上的离子交换树脂进行了结构表征,发现催化活性较好的商业树脂都含有较大的总孔隙率以及较大的大孔平均孔径,其次商业树脂的介孔含量较少或者不含有介孔结构。
曾志杰[4]（2018）在《乙酸仲丁酯反应-精馏水解工艺研究》文中提出仲丁醇（SBA）是一种重要的化工中间体,高纯度的仲丁醇可用于合成甲乙酮、除草剂等产品。然而目前生产仲丁醇的传统方法中存在高能耗、设备投资高等问题。随着乙酸仲丁酯（SBAC）合成方法在工业上的成熟应用,乙酸仲丁酯逐渐出现产能过剩的现象,以乙酸仲丁酯为原料合成仲丁醇的方法逐渐成为研究热点。乙酸仲丁酯水解合成仲丁醇具有副产物少、原料来源广等优势,近年已有企业试用乙酸仲丁酯水解工艺合成仲丁醇,但存在水解程度低的局限。本课题通过基础实验研究,探索乙酸仲丁酯连续反应精馏水解工艺、连续管式反应水解工艺和间歇水解工艺的影响因素与适宜操作条件,并利用Aspen Plus软件建立水解-变压精馏组合工艺稳态模型,分析各个水解工艺工业化的可行性,提出适宜的水解反应-分离组合工艺。具体研究内容包括:（1）开展乙酸仲丁酯水解反应动力学实验研究。利用Matlab关联水解反应动力学实验数据,建立并验证拟均相反应动力学模型,获得相关反应动力学参数。结果表明:可得乙酸仲丁酯水解为吸热反应,反应热为14.4046kJ.mol-1;在水酯摩尔比为2、催化剂用量为3.0%（wt）、反应温度为354.15K等实验条件下,约32h后水解达到反应平衡。（2）进行连续水解工艺实验,考察进料水酯摩尔比、反应温度等因素对连续反应精馏水解工艺和连续管式反应水解工艺中乙酸仲丁酯水解转化率的影响。结果表明:连续反应精馏水解工艺在操作压力为0.3MPa、操作回流比为5、进料水酯摩尔比为7等条件下水解转化率为32%;在进料体积空速为0.57m3.m-3.h-1、反应温度为373.15K、水酯摩尔比为1的条件下,连续管式反应水解工艺的转化率为38%。（3）基于水解反应动力学实验和连续水解工艺的实验研究结果,建立连续水解工艺和变压精馏工艺稳态模型,对连续水解-变压精馏组合工艺和间歇水解-变压精馏组合工艺进行模拟计算并对能耗进行分析。三种工艺均能得到纯度大于0.9999的仲丁醇产品。连续加压反应精馏水解-变压精馏组合工艺中,乙酸仲丁酯水解单程转化率为30%,仲丁醇收率为98%。连续管式反应-变压精馏组合工艺乙酸仲丁酯水解单程转化率为33%,仲丁醇收率为99%。间歇水解-变压精馏组合工艺中,在进料水酯摩尔比为8条件下,乙酸仲丁酯水解单程转化率为72%,仲丁醇收率为99%。三种工艺中乙酸仲丁酯循环转化率大于99%。对比三种工艺的综合效益,可得间歇水解-变压精馏组合工艺更适合用于乙酸仲丁酯水解生产高纯度仲丁醇。
高鑫,赵悦,李洪,李鑫钢[5]（2018）在《反应精馏过程耦合强化技术基础与应用研究述评》文中研究说明反应精馏技术是过程强化概念在化学工业成功应用的典范。由于反应与精馏耦合的高度复杂性和非线性,反应-精馏相互影响机制、耦合方式及其过程能效调控与优化成为制约该技术广泛应用的关键科学问题。综述了近二十年来国内外反应精馏技术从基础研究到工业应用的概况,包括反应精馏过程的可行性分析与概念设计方法、稳态模拟过程优化与动态模拟控制策略设计、兼具催化反应与气液传质的高效内构件开发以及反应精馏在各领域的应用。探讨了目前制约反应精馏广泛应用关键问题的解决方法与途径,阐明了普适性的反应精馏过程开发方法,总结了基于反应精馏过程耦合的新型过程强化技术,指出了反应精馏技术的发展趋势。
校增浩[6]（2017）在《醋酸甲酯水解新工艺过程模拟计算》文中研究表明本文利用已有的热力学、水解反应动力学模型以及现有催化填料的基础数据,提出了醋酸甲酯水解工艺新流程,采用催化精馏塔代替老工艺中的固定床水解反应器,分析新工艺中各塔的进料位置、回流比等灵敏度参数确定了新工艺的优化操作参数。通过全流程模拟优化,得到了各塔较佳的操作参数,在优化操作条件下醋酸甲酯总水解率达到100%,甲醇和醋酸质量浓度分别为99.97%与95.00%,为醋酸甲酯催化精馏水解新工艺的工业应用提供了基础数据。
林美虹[7]（2017）在《基于Rate-based的非平衡级催化精馏过程模拟与优化》文中认为催化精馏是将化学反应与精馏分离过程耦合在同一个装置设备中,达到过程强化的新型化工单元操作。催化精馏过程较普通传统精馏操作更为复杂,为详细研究催化精馏过程中反应与传质分离的耦合强化机理,需要借助合适的数学模型对该过程进行模拟。在催化精馏过程中,由于催化填料的加入使催化精馏塔内的反应过程、汽液传质过程、压降变化、持液量分布以及有效相界面积都发生很大变化,而传统精馏过程中这些因素都是基于规整填料计算的,而未考虑催化反应对这些因素的影响,所以需要建立一个全面通用的催化精馏模型。为此,本课题提出基于Rate-based的非平衡级模型来模拟催化精馏过程,主要内容如下:（1）编写催化精馏过程中基于催化填料下的反应动力学、传质、持液量以及有效相界面积关联式的FORTRAN外部子程序,结合Aspen Plus模拟软件中的RateFrac模型,建立基于Rate-based的非平衡级催化精馏过程的通用数学模型,采用Newton法进行求解,求解时动态调用外部子程序,进而精确模拟催化精馏过程。（2）以乙酸甲酯水解过程为测试体系,建立5种基于不同假设的模型,分别是:平衡级模型结合化学平衡的EQ-EQ模型;平衡级模型结合自定义动力学的A-EQ模型;平衡级模型结合自定义编程动力学的P-EQ模型;非平衡级模型结合Bravo等人的传质关系式的P-Rate-based-B模型以及非平衡级模型结合Wu等人的传质关系式的P-Rate-based-E模型。采用这5种模型分别对乙酸甲酯水解过程进行模拟,并与文献值进行对比,结果表明P-Rate-based-E模型模拟结果精确度最高。（3）分析乙酸甲酯水解精馏塔中传质传热速率分布、汽液相组成分布、温度以及反应量分布等,发现现有乙酸甲酯水解催化精馏过程中的传质阻力集中在液相、催化反应段填料层高度需要优化以及催化剂的效率因子低等问题。因此采用P-Rate-based-E模型对乙酸甲酯水解过程进行塔内件结构及过程工艺参数优化。结果表明:与8mm、12mm、19mm以及25mm四种规格催化填料相比,4mm规格的催化填料具有较优的传质性能以及适宜的压降分布,能够提供较大的持液量和有效相界面积等。最后得到较优工艺条件是:催化填料采用4mm规格、水酯进料摩尔比为5.5、回流量与进料量之比为0.8、反应段填料层高度为1.5m、提馏段填料层高度为0.9m,在此条件下乙酸甲酯水解率≥99%。
高永宽[8]（2017）在《丙酸甲酯水解催化反应精馏工艺的研究》文中研究说明丙酸作为一种重要的化工产品和有机合成原料,被广泛地应用于饲料、食品、农药和医药以及其他行业。目前,工业上主要利用轻质烃氧化法生产丙酸,该方法过程复杂、投资大、运行成本高。另外,乙酸生产中会副产丙酸,但组成复杂提纯困难。本文采用催化反应精馏技术水解丙酸甲酯的方法制造丙酸。首先在NKC-9为最优催化剂的条件下,利用间歇磁力搅拌釜研究了影响丙酸甲酯水解反应过程的因素,包括搅拌转速、反应温度、催化剂用量、水与丙酸甲酯摩尔比等。通过建立动力学模型,拟合实验测得的动力学数据,得到水解反应的动力学方程:（?）在动力学研究的基础上,利用化工模拟软件对丙酸甲酯水解催化反应精馏过程进行了模拟与优化,得到结果为全塔理论级数26,水从第8级进料,丙酸甲酯从第22级进料,回流比2,进料水酯摩尔比1.3:1。搭建了一套连续催化精馏的小试不锈钢塔,其中反应段装载NKC-9催化剂,精馏段、提馏段装填3×3 mm的θ环316L不锈钢材质填料。在模拟结果的基础上,对进料位置、回流比、进料水酯摩尔比等进行了实验验证,确定水和丙酸甲酯分别从第8块和第22块理论塔板进料,回流比为2,进料水酯摩尔比为1.3:1,丙酸甲酯转化率达到92.58%,塔釜丙酸和水质量分数分别为90.74%和8.51%,同时塔顶组成中甲醇和丙酸甲酯的质量分数分别为84.64%和15.21%。实验结果与模拟结果一致性较好,为后续研究提供数据支持。
韩雪萍[9]（2017）在《醋酸仲丁酯水解反应的催化精馏过程模拟与优化》文中提出仲丁醇（SBA）是重要的有机化工原料,因其所具有的优良溶解性能,可以作为调和剂溶解于汽油中,用于增加汽油的辛烷值,同时仲丁醇还用于生产乳化剂、香料等。但90%以上的仲丁醇都被用作合成甲乙酮（MEK）,甲乙酮在化工应用中表现出优良性能,近几年其市场需求呈增长趋势,使得仲丁醇的需求量也随之增加。目前仲丁醇的合成方法可以分为间接水合法、直接水合法和醋酸仲丁酯酯交换法等,但是以上方法大都存在腐蚀设备或者反应条件苛刻等不足。目前工业醋酸仲丁酯（SBAC）是由炼油装置副产C4组分中的正丁烯与醋酸反应生成,廉价易得。本文首次提出醋酸仲丁酯水解制备仲丁醇的催化精馏新工艺。催化精馏水解工艺条件温和,过程简单,原料廉价,是具有研究意义的工艺路线。在间歇搅拌釜式反应器中进行水解反应的动力学研究,筛选了适宜水解反应的催化剂以及反应条件,考察醋酸仲丁酯转化率随反应温度的变化,并建立二级拟均相动力学模型,获得反应的动力学方程。采用化工模拟软件Aspen Plus对醋酸仲丁酯水解的催化精馏工艺进行模拟计算,建立适宜的流程,并考察了理论板数等条件对醋酸仲丁酯转化率以及产品纯度的影响,得到反应流程的优化结果,精馏段、反应段和提馏段理论板数分别为14、21和2,进料水酯摩尔比为6:1。醋酸仲丁酯的转化率达到96.87%,塔顶仲丁醇质量分数为71.85%,精制后得到质量分数为99.00%的仲丁醇产品,醋酸和水的含量均达到工业标准。搭建一套连续催化精馏的小试不锈钢塔,自行设计催化剂装填方式,精馏段、提馏段装填3×3 mm的θ环316L不锈钢填料。在模拟结果的基础之上,对进料位置、进料水酯摩尔比等条件进行了实验验证,确定水和醋酸仲丁酯分别从反应段顶部和底部进料,进料水酯摩尔比为6:1,塔顶仲丁醇的质量分数达到71.35%,塔釜醋酸的质量分数为44.91%。实验结果与模拟结果相对误差低于10%,模型的选取准确可靠。
杨艳婷[10]（2016）在《乙醇酸甲酯水解制乙醇酸反应精馏塔的设计与控制》文中研究指明乙醇酸是一种重要的化工产品,可用于日化、医疗、涂料等行业中。为了解决乙醇酸生产工艺流程复杂、能耗高、操作过程难于控制等问题,本文采用乙醇酸甲酯（MG）水解连续反应精馏制乙醇酸（GA）工艺,利用Aspen模拟软件对自催化水解反应精馏塔进行设计与控制。通过分析反应精馏过程的动力学、热力学性质,对MG水解自催化反应精馏工艺的5L釜设备稳定性进行考察,实验表明反应精馏装置能够连续稳定运行45h以上,MG总转化率达99.95%,体系内各组成的实验值与Aspen计算结果吻合,充分验证了自催化反应精馏反应模型的可靠性,也说明外加预反应器的反应精馏工艺在适当的操作条件和塔设备中能够满足生产需求。在万吨MG处理量反应精馏塔稳态经济设计阶段,以年总成本（TAC）为目标,利用优化迭代对精馏段塔板数NR、总塔板数Nt、进料位置Nfeed进行参数计算,最终年总成本下降了 6.2%,体现了反应精馏工艺的经济性。在动态模拟中提出了两点温度和温度浓度串级控制,以进料流量±20%和进料组成±10%对各方案进行扰动分析,发现两种方案均能体现较好的控制效果,在串级控制中响应更迅速,能更好的维持产品质量,故可在生产中采用该方案,来减少扰动引起的产品品质及塔内各参数波动的影响,提高企业的经济效益。
二、醋酸甲酯水解催化精馏过程的模拟计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、醋酸甲酯水解催化精馏过程的模拟计算（论文提纲范文）
（1）反应精馏及反应隔壁精馏过程的PI与模型预测控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1研究背景 |
| 1.2 甲酸生产过程 |
| 1.3 反应精馏技术 |
| 1.4 反应隔壁精馏技术 |
| 1.5 模型预测控制 |
| 1.6 反应精馏和反应隔壁精馏的控制研究现状 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 2 稳态模拟与优化 |
| 2.1 稳态模拟 |
| 2.1.1 甲酸甲酯水解生产甲酸的稳态研究 |
| 2.1.2 水解过程的热力学模型 |
| 2.1.3 水解过程的动力学模型 |
| 2.2 优化 |
| 2.2.1 优化方法 |
| 2.2.2 优化结果 |
| 3 甲酸生产过程的PI和MPC控制方案 |
| 3.1 PI控制策略研究 |
| 3.1.1 反应精馏过程的PI控制策略研究 |
| 3.1.2 反应隔壁精馏过程的PI控制策略研究 |
| 3.2 模型预测控制(MPC)策略研究 |
| 3.2.1 模型预测控制原理 |
| 3.2.2 反应精馏过程的模型预测控制策略研究 |
| 3.2.3 反应隔壁精馏过程的模型预测控制策略研究 |
| 4 结果与讨论 |
| 4.1 传统反应精馏过程的PI和MPC温度控制对比 |
| 4.2 反应隔壁精馏过程的PI和MPC温度控制对比 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.1.1 本文的创新点 |
| 5.1.2 本文的不足之处 |
| 5.2 展望 |
| 6 参考文献 |
| 7 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 8 致谢 |
（2）反应精馏合成草酸二甲酯的工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 草酸二甲酯的合成方法 |
| 1.2.1 草酸甲醇酯化法 |
| 1.2.2 CO液相偶联法 |
| 1.2.3 CO气相偶联法 |
| 1.3 反应精馏技术 |
| 1.3.1 反应精馏技术概述 |
| 1.3.2 反应精馏技术的特点 |
| 1.3.3 酯化反应过程中通常使用的催化剂 |
| 1.3.4 固体催化剂装填方式 |
| 1.3.5 反应精馏的基础研究 |
| 1.3.6 反应精馏过程模拟 |
| 1.3.7 反应精馏技术的应用 |
| 1.4 本文研究目的及研究内容 |
| 第二章 动力学研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验原料和主要仪器 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.1.3 实验步骤 |
| 2.1.4 中间产物的分析与测定 |
| 2.1.5 分析方法 |
| 2.2 反应精馏合成动力学研究 |
| 2.2.1 草酸的选择 |
| 2.2.2 催化剂种类的选择 |
| 2.2.3 催化剂的用量 |
| 2.2.4 搅拌速率的影响 |
| 2.2.5 酸醇摩尔比的选择 |
| 2.2.6 反应温度的影响 |
| 2.2.7 动力学模型及参数分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 反应精馏过程的模拟与优化 |
| 3.1 草酸氢甲酯物性估算 |
| 3.2 数学模型的建立 |
| 3.3 热力学模型的选择 |
| 3.4 反应精馏过程的模拟与优化 |
| 3.4.1 三种进料方式的选择 |
| 3.4.2 确定精馏段塔板数 |
| 3.4.3 确定反应段理论塔板数 |
| 3.4.4 确定提馏段理论板数 |
| 3.4.5 确定进料酸醇摩尔比 |
| 3.4.6 确定回流比 |
| 3.4.7 较优工艺条件的模拟结果 |
| 3.4.8 精馏过程的全流程模拟 |
| 3.4.9 塔内温度和塔板上液相组成分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 反应精馏实验 |
| 4.1 实验装置及实验方案 |
| 4.1.1 实验仪器 |
| 4.1.2 实验装置 |
| 4.1.3 理论板数的测定 |
| 4.2 实验步骤 |
| 4.2.1 反应精馏实验步骤 |
| 4.2.2 分析方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 进料位置的影响 |
| 4.3.2 回流比的影响 |
| 4.3.3 进料酸醇摩尔比的影响 |
| 4.4 实验值与模拟值的比较 |
| 4.5 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所得科研成果 |
| 致谢 |
（3）离子交换树脂催化剂孔结构对传质及催化剂性能的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 催化精馏研究现状 |
| 1.2.1 催化精馏应用研究现状 |
| 1.2.2 催化精馏装填方式研究现状 |
| 1.2.3 催化精馏催化剂研究现状 |
| 1.2.4 催化剂结构研究现状 |
| 1.3 离子交换树脂研究现状 |
| 1.3.1 离子交换树脂简介 |
| 1.3.2 离子交换树脂工业应用 |
| 1.3.3 离子交换树脂催化剂的改性 |
| 1.4 本课题的研究意义和内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 多孔聚苯乙烯-co-二乙烯苯(St-DVB)合物的合成与表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.0 实验药品与仪器 |
| 2.2.1 多孔St-DVB聚合物微球的合成 |
| 2.2.2 聚合物氮气吸脱附法(BET)表征 |
| 2.2.3 聚合物压汞法(MIP)表征 |
| 2.2.4 聚合物扫描电镜图(SEM) |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 聚合物氮气吸脱附法(BET)表征结果 |
| 2.3.2 聚合物压汞法(MIP)表征结果 |
| 2.3.3 聚合物扫描电镜(SEM)表征结果 |
| 2.3.4 多孔聚合物孔结构分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多孔聚St-DVB吸附甲苯分子等温吸附曲线及动力学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 多孔聚St-DVB等温吸附实验 |
| 3.2.3 聚St-DVB合物微球的动力学吸附扩散实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 多孔St-DVB聚合物微球吸附甲苯等温吸附实验结果分析 |
| 3.3.2 交联度含量对聚St-DVB微球表面扩散系数以及体扩散系数的影响 |
| 3.3.3 致孔剂含量对聚St-DVB微球表面扩散系数以及体扩散系数的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 强酸型St-DVB离子交换树脂的合成与表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品与仪器 |
| 4.2.2 强酸型St-DVB离子交换树脂的合成以及合成时间对离子交换树脂含硫量的影响 |
| 4.2.3 强酸型St-DVB离子交换树脂的傅立叶红外光谱分析(FT-IR)表征 |
| 4.2.4 强酸型St-DVB离子交换树脂的元素分析(EA)表征 |
| 4.2.5 强酸型St-DVB离子交换树脂的酸含量测定 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 磺化时间对强酸型St-DVB离子交换树脂硫元素含量的影响 |
| 4.3.2 强酸型St-DVB离子交换树脂的傅立叶红外光谱分析(FT-IR)表征结果分析 |
| 4.3.3 强酸型St-DVB离子交换树脂的元素分析(EA)表征结果分析 |
| 4.3.4 强酸型St-DVB离子交换树脂的酸含量测定结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 强酸型离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验药品与仪器 |
| 5.2.1 实验药品 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.3 实验步骤 |
| 5.3.1 离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学 |
| 5.3.2 几种商业离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学及的孔结构 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学结果分析 |
| 5.4.3 几种商业离子交换树脂催化醋酸甲酯水解动力学及的孔结构结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）乙酸仲丁酯反应-精馏水解工艺研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 仲丁醇应用及生产 |
| 1.1.1 仲丁醇应用 |
| 1.1.2 仲丁醇生产现状 |
| 1.1.2.1 正丁烯催化水合法 |
| 1.1.2.2 加氢法 |
| 1.1.2.3 酯交换法 |
| 1.1.2.4 水解法 |
| 1.1.2.5 胺解法 |
| 1.2 反应精馏 |
| 1.3 管式反应器 |
| 1.4 水解反应催化剂 |
| 1.4.1 常用催化剂种类 |
| 1.4.2 阳离子交换树脂 |
| 1.5 课题主要研究内容 |
| 第二章 催化剂筛选及水解动力学实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验药品与仪器 |
| 2.2.2 实验装置和步骤 |
| 2.2.3 样品分析方法 |
| 2.3 催化剂筛选实验 |
| 2.4 水解动力学实验 |
| 2.4.1 外扩散影响 |
| 2.4.2 催化剂用量影响 |
| 2.4.3 反应温度影响 |
| 2.4.4 水酯摩尔比影响 |
| 2.5 水解反应动力学模型 |
| 2.5.1 水解反应动力学模型参数 |
| 2.5.1.1 平衡常数及反应热 |
| 2.5.1.2 正、逆反应速率常数及其活化能 |
| 2.5.2 水解反应动力学模型验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 连续水解工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验装置与方法 |
| 3.2.1 实验装置与分析方法 |
| 3.2.2 常压反应精馏装置及步骤 |
| 3.2.3 加压反应精馏装置及步骤 |
| 3.2.4 管式反应装置及步骤 |
| 3.3 连续常压反应精馏实验 |
| 3.4 连续加压反应精馏实验 |
| 3.5 连续管式反应实验 |
| 3.5.1 进料体积空速(LHSV)影响 |
| 3.5.2 反应温度影响 |
| 3.5.3 进料水酯摩尔比影响 |
| 3.6 管式反应与反应精馏联用实验探究 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 水解工艺过程模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水解工艺稳态模型 |
| 4.2.1 Aspen Plus稳态模型 |
| 4.2.2 Aspen Plus模型验证 |
| 4.3 水解产物变压精馏分离过程模拟 |
| 4.4 连续水解-变压精馏工艺模拟 |
| 4.4.1 连续加压反应精馏水解-变压精馏组合工艺 |
| 4.4.2 连续管式反应-变压精馏组合工艺 |
| 4.5 水解-精馏工艺对比 |
| 4.5.1 连续水解-精馏工艺综合效益 |
| 4.5.2 间歇水解-精馏工艺综合效益 |
| 4.5.3 水解工艺路线 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）醋酸甲酯水解新工艺过程模拟计算（论文提纲范文）
| 1 醋酸甲酯水解新工艺流程 |
| 2 醋酸甲酯水解新工艺过程的模拟 |
| 2.1 活度系数方程的选择 |
| 2.2 动力学模型 |
| 3 实验过程模拟 |
| 4 催化精馏塔工艺参数优化 |
| 4.1 催化精馏塔回流比的优化 |
| 4.2 催化精馏塔进料水酯摩尔比的优化 |
| 5 后续分离工艺参数的优化 |
| 6 醋酸甲酯催化精馏水解全流程模拟结果 |
| 7 结论 |
（7）基于Rate-based的非平衡级催化精馏过程模拟与优化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 催化精馏技术概述 |
| 1.2.1 催化精馏的发展及应用 |
| 1.2.2 催化填料 |
| 1.2.3 催化精馏塔内的流体力学与传质 |
| 1.3 催化精馏过程模拟 |
| 1.3.1 平衡级模型 |
| 1.3.2 非平衡级模型 |
| 1.3.3 非平衡级混合池模型 |
| 1.3.4 不同模型的比较 |
| 1.4 基于Rate-based的非平衡级模拟的可行性分析 |
| 1.5 课题研究内容及意义 |
| 第二章 催化精馏过程模型的建立与求解 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 催化精馏过程假设 |
| 2.2.1 物理描述及简化 |
| 2.2.2 催化精馏过程假设 |
| 2.3 催化精馏的数学模型 |
| 2.3.1 数学模型 |
| 2.4 模型方程求解方法的选择 |
| 2.4.1 催化精馏模型方程的求解方法 |
| 2.4.2 催化精馏模型方程的求解程序 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 催化精馏过程模型验证 |
| 3.1 催化精馏体系 |
| 3.1.1 乙酸甲酯水解 |
| 3.1.2 乙酸甲酯水解体系物性分析 |
| 3.2 热力学模型 |
| 3.2.1 热力学模型的选择 |
| 3.3 外部子程序的编译及调用 |
| 3.3.1 反应动力学 |
| 3.3.2 传质传热系数 |
| 3.3.3 有效相界面积 |
| 3.3.4 持液量 |
| 3.3.5 外接子程序的编译与调用 |
| 3.4 模拟结果验证 |
| 3.4.1 5种不同的模型 |
| 3.4.2 模型的验证及比较 |
| 3.4.3 液相组成分布的验证及比较 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 乙酸甲酯水解过程模拟结果与讨论 |
| 4.1 乙酸甲酯水解过程模拟结果讨论 |
| 4.1.1 汽液相组成分布 |
| 4.1.2 汽液相流量分布 |
| 4.1.3 温度分布与传热速率分布 |
| 4.1.4 反应量分布与传质速率分布 |
| 4.2 小结 |
| 第五章 催化精馏过程优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化填料内件优化 |
| 5.2.1 5种催化填料概述 |
| 5.2.2 水力学关系式的选择 |
| 5.2.3 模拟过程概述 |
| 5.2.4 5种催化填料的水力学性能 |
| 5.2.5 5种催化填料的传质性能 |
| 5.3 对催化精馏过程的优化 |
| 5.3.1 进料中水酯比对转化率的影响 |
| 5.3.2 回流量与进料量比对转化率的影响 |
| 5.3.3 填料层高度对转化率的影响 |
| 5.4 小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 附件 |
（8）丙酸甲酯水解催化反应精馏工艺的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 丙酸的性质和用途 |
| 1.1.1 丙酸的性质 |
| 1.1.2 丙酸的用途 |
| 1.2 丙酸的生产 |
| 1.2.1 化学合成法 |
| 1.2.2 微生物发酵法 |
| 1.3 反应精馏技术 |
| 1.3.1 反应精馏技术的发展概况 |
| 1.3.2 反应精馏技术的工艺特点 |
| 1.3.3 反应精馏过程模拟 |
| 1.3.4 催化剂的装填方式 |
| 1.4 反应精馏在酯类水解中的应用 |
| 1.5 本文研究目的及研究内容 |
| 第二章 丙酸甲酯水解反应动力学实验研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验试剂与实验仪器 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.1.3 实验步骤 |
| 2.1.4 分析方法 |
| 2.1.5 实验操作条件 |
| 2.2 实验结果及讨论 |
| 2.2.1 催化剂种类对水解反应的影响 |
| 2.2.2 搅拌转速对水解反应的影响 |
| 2.2.3 反应温度对水解反应的影响 |
| 2.2.4 催化剂用量对水解反应的影响 |
| 2.2.5 水与丙酸甲酯摩尔比对水解反应的影响 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.3.1 反应机理 |
| 2.3.2 化学平衡常数的测定 |
| 2.3.3 动力学方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 丙酸甲酯水解催化反应精馏过程的模拟 |
| 3.1 催化反应精馏数学模型的建立 |
| 3.2 热力学方程的选择 |
| 3.3 物性数据 |
| 3.4 模拟过程 |
| 3.5 模拟结果分析 |
| 3.5.1 全塔理论级数的影响 |
| 3.5.2 进料位置的影响 |
| 3.5.3 回流比的影响 |
| 3.5.4 进料摩尔比的影响 |
| 3.5.5 反应精馏塔塔内温度和液相组成分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 催化精馏实验 |
| 4.1 实验原料 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.2.1 主要实验仪器 |
| 4.2.2 催化精馏塔 |
| 4.3 实验步骤 |
| 4.3.1 前期准备工作 |
| 4.3.2 理论板数的测定 |
| 4.3.3 催化精馏实验步骤 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 进料位置的影响 |
| 4.4.2 回流比的影响 |
| 4.4.3 进料摩尔比的影响 |
| 4.4.4 实验值与模拟值的对比 |
| 4.4.5 全塔温度分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（9）醋酸仲丁酯水解反应的催化精馏过程模拟与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 仲丁醇的合成方法 |
| 1.2.1 正丁烯水合法 |
| 1.2.2 丁酮催化加氢法 |
| 1.2.3 醋酸仲丁酯法 |
| 1.3 反应精馏技术 |
| 1.3.1 反应精馏技术发展概述 |
| 1.3.2 反应精馏特点 |
| 1.3.3 催化剂装填方式 |
| 1.3.4 反应精馏过程模拟 |
| 1.3.5 反应精馏在酯类水解的应用 |
| 1.4 醋酸仲丁酯-仲丁醇-醋酸-水四元体系的基础研究 |
| 1.5 本文工作 |
| 第二章 反应动力学的研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验装置与实验步骤 |
| 2.1.3 分析方法 |
| 2.1.4 定量计算方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 催化剂的筛选 |
| 2.2.2 扩散影响的消除 |
| 2.2.3 催化剂用量的筛选 |
| 2.2.4 水酯比的筛选 |
| 2.2.5 反应温度的影响 |
| 2.2.6 动力学模型及参数分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 催化精馏过程的模拟与优化 |
| 3.1 物性方法的选择 |
| 3.2 数学模型的建立 |
| 3.3 物性数据 |
| 3.4 模拟流程的建立 |
| 3.5 模拟结果与讨论 |
| 3.5.1 初步模拟结果 |
| 3.5.2 精馏段理论板数的影响 |
| 3.5.3 反应段理论板数的影响 |
| 3.5.4 提馏段理论板数的影响 |
| 3.5.5 水进料位置的影响 |
| 3.5.6 醋酸仲丁酯进料位置的影响 |
| 3.5.7 进料水酯摩尔比的影响 |
| 3.5.8 模拟工艺优化条件 |
| 3.5.9 塔内温度和汽液组成分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 醋酸仲丁酯水解催化精馏实验 |
| 4.1 实验原料 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.2.1 主要实验仪器 |
| 4.2.2 催化精馏塔设备 |
| 4.3 实验步骤 |
| 4.3.1 前期准备工作 |
| 4.3.2 催化精馏实验步骤 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 去离子水进料位置的影响 |
| 4.4.2 醋酸仲丁酯进料位置的影响 |
| 4.4.3 进料水酯摩尔比的影响 |
| 4.4.4 实验值与模拟值的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（10）乙醇酸甲酯水解制乙醇酸反应精馏塔的设计与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 研究思路及内容 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 乙醇酸的生产方法 |
| 2.1.1 氯乙酸水解法 |
| 2.1.2 羟基乙腈水解法 |
| 2.1.3 甲醛羰基化法 |
| 2.1.4 乙二醇选择性氧化法 |
| 2.1.5 乙醇酸甲酯水解工艺 |
| 2.2 反应精馏技术概况 |
| 2.2.1 反应精馏的发展及在水解过程中的应用 |
| 2.2.2 反应精馏的模型计算 |
| 2.2.3 反应精馏塔的设计研究 |
| 2.3 反应精馏过程控制研究 |
| 2.3.1 精馏过程动态模拟简介 |
| 2.3.2 精馏塔控制理论概况 |
| 第3章 乙醇酸甲酯水解制乙醇酸连续反应精馏验证实验 |
| 3.1 反应动力学模型 |
| 3.1.1 自催化水解反应动力学 |
| 3.1.2 反应精馏平衡级模型 |
| 3.2 热力学性质 |
| 3.3 连续水解反应精馏稳定性验证实验 |
| 3.3.1 实验流程介绍 |
| 3.3.2 实验原料和设备 |
| 3.3.3 实验步骤和分析方法 |
| 3.3.4 研究内容 |
| 3.3.5 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 MG水解反应精馏塔的稳态设计优化 |
| 4.1 MG水解制GA反应精馏工艺流程介绍 |
| 4.2 反应精馏塔的最优化设计方法 |
| 4.2.1 年总成本的计算方法 |
| 4.2.2 最优化设计步骤 |
| 4.3 系统稳态最优化设计结果 |
| 4.3.1 精馏段塔板数对TAC的影响 |
| 4.3.2 总塔板数对TAC的影响 |
| 4.3.3 进料位置对TAC的影响 |
| 4.3.4 反应精馏塔设计的最优稳态结构 |
| 4.3.5 反应精馏塔温度及浓度分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 反应精馏塔动态模拟与控制 |
| 5.1 动态模拟环境的准备工作 |
| 5.2 反应精馏塔控制方案的建立 |
| 5.2.1 温度控制点的选择 |
| 5.2.2 控制方案与控制器选择 |
| 5.2.3 扰动变量选择 |
| 5.2.4 动态模拟初始化 |
| 5.3 CS1两点温度控制系统 |
| 5.3.1 CS1控制方案介绍 |
| 5.3.2 进料流量扰动测试结果 |
| 5.3.3 进料组成扰动测试结果 |
| 5.4 CS2温度浓度串联控制系统 |
| 5.4.1 CS2控制方案介绍 |
| 5.4.2 进料流量扰动测试结果 |
| 5.4.3 进料组成扰动测试结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结果与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、醋酸甲酯水解催化精馏过程的模拟计算（论文参考文献）
- [1]反应精馏及反应隔壁精馏过程的PI与模型预测控制研究[D]. 杨新创. 天津科技大学, 2020(08)
- [2]反应精馏合成草酸二甲酯的工艺研究[D]. 杨业伟. 河北工业大学, 2019(06)
- [3]离子交换树脂催化剂孔结构对传质及催化剂性能的影响[D]. 郑永坤. 福州大学, 2018(03)
- [4]乙酸仲丁酯反应-精馏水解工艺研究[D]. 曾志杰. 福州大学, 2018(03)
- [5]反应精馏过程耦合强化技术基础与应用研究述评[J]. 高鑫,赵悦,李洪,李鑫钢. 化工学报, 2018(01)
- [6]醋酸甲酯水解新工艺过程模拟计算[J]. 校增浩. 合成技术及应用, 2017(03)
- [7]基于Rate-based的非平衡级催化精馏过程模拟与优化[D]. 林美虹. 福州大学, 2017(05)
- [8]丙酸甲酯水解催化反应精馏工艺的研究[D]. 高永宽. 河北工业大学, 2017(02)
- [9]醋酸仲丁酯水解反应的催化精馏过程模拟与优化[D]. 韩雪萍. 河北工业大学, 2017(02)
- [10]乙醇酸甲酯水解制乙醇酸反应精馏塔的设计与控制[D]. 杨艳婷. 华东理工大学, 2016(05)