摘要：利用Aspen Plus模拟软件对二甲醚-甲醇-水分离过程中的侧线精馏塔进行稳态研究,在设计规定下对侧线精馏塔的设计与操作参数进行确定与优化,最终获得侧线精馏塔的理论板数为52块,最佳进料位置为第32块塔板,侧线出料位置为第12块塔板,回流比为41,灵敏板为第3块塔板。通过Aspen Dynamics考察了进料流量扰动(±5%)和进料组成扰动(±5%)的工况下,侧线精馏塔采出的产品纯度、灵敏板温度、采出量、再沸器热负荷等参数均可达到平衡,恢复至设定值,模拟结果说明侧线精馏塔的控制方案有效可行。

摘要：利用Aspen Plus模拟软件对丙烷-异丁烷分离过程中的精馏塔进行研究,在设计规定下得到分离所需的理论板数、最佳进料位置、回流比和灵敏板等最优参数。通过Aspen Dynamics考察了进料变化对精馏塔塔顶压力、灵敏板温度、塔釜和回流罐液位变化以及塔顶和塔底产品采出量的影响,模拟结果对控制方案的选择和实际生产均具有重要的指导意义。

摘要：以凸形封头中的球形封头、椭圆形封头和无折边球形封头为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立封头厚度大于筒体厚度中心线偏移和不偏移两种连接方式的有限元模型,并进行应力分析。结果表明:(1)最大等效应力发生在筒体和封头过渡区域附近,是由筒体和封头几何形状发生突变所引起的;(2)两种结构形式中,中心线偏移下等效应力最大,容易发生强度失效;(3)当球形封头削边长度L为47.575 mm时,标准椭圆封头的削边长度L为45.086 mm时,无折边球形封头的削边长度L为47.684 mm时,总体应力集中系数达到最小。

摘要：利用ANSYS 15.0软件对柔性管板进行热-应力耦合分析,得到柔性管板整体应力分布规律,对柔性管板厚度、换热管中心间距、过渡圆角半径进行优化,并对国内外管板计算方法进行对比分析。结果表明:西德AD方法计算出的管板厚度最小;随着柔性管板厚度的增加,薄膜应力先减小后增大,薄膜加弯曲应力逐渐增大;随着换热管中心间距的增大,薄膜应力先保持不变后减小,薄膜加弯曲应力先增大后减小再增大;随着过渡圆角半径的增大,薄膜应力和薄膜加弯曲应力基本维持不变;在柔性管板的最有结构尺寸下,最大应力减小了18.5%,优化效果显著。

摘要：利用Aspen Plus模拟软件对甲基叔戊基醚(TAME)的反应精馏过程进行稳态研究,在设计规定下分别对反应精馏塔、脱C_5塔和精制塔的设计与操作参数进行确定和优化,确定了各塔设备的理论塔板数、最佳进料位置、回流比以及灵敏板温度,并以稳态模拟的设计数据为基础,采用Aspen Dynamics软件考察了进料流量扰动和进料组成扰动的工况。实验结果表明,工艺系统稳态模拟结果完全符合产品质量要求,动态控制结构设计合理,能够满足分离规定设计要求,可为工艺过程的设计、工艺系统的开停车方案与故障诊断提供可靠的技术支持,具有一定的实际工业生产指导意义。

摘要：以低变质粉煤为原料,采用热解活化技术制备煤基多级孔炭纳米材料(CCNM),利用统计学预测分析软件(JMP)设计优化制备实验的正交阵列,主要因素包括煤直接液化残渣(DCLR)的添加量(A)、热解过程升温速率(B)、热解终温(C)和原料粒度(D),每个因素选取三个水平。采用响应面分析法对CCNM的碘吸附值和抗压强度进行评估,确定最佳优化条件为A1B3C1D2,影响因素按显著性由大到小的顺序为CABD,碘吸附值的预测公式为m I=258.26-33.22 x 1-34.88x 2+28.12x 21+1.92x 1x 2+34.12x 22,预测碘吸附值最高为390.51 mg/g,三组平行验证实验测定的碘吸附值平均为394.69 mg/g,实验值与预测值吻合良好。对优化条件下制备的CCNM进行性能表征,材料呈多孔结构;通过图像处理,统计得到孔隙率在40%以上;碘吸附值为398.22 mg/g,抗压强度为4.12 MPa,比表面积为146.181 m 2/g,总孔容为0.0534 cm 3/g,中孔率为71.10%,孔径主要分布在1.5 nm^100 nm,平均孔径为5.254 nm,表明CCNM是一种包含微孔、中孔和大孔的多级孔炭纳米材料。

摘要：储罐呼吸损耗的发生会导致严重的安全隐患,影响油品的质量,必须严加防控。通过模拟露天储罐静置存储时蒸发损耗的发生,设计了一套罐外自动淋水降温装置,通过调整顶管、环管、立管装配方式,优化系统的给水压力、管道流量、喷头数目等参数,强化降耗效果。数值计算排出油气的浓度与损耗总量,并与对照实验组的实测数据进行对比。结果表明,采用合理设计的淋水冷却方法,能够加速油品温降达0.34℃/min,油气浓度下降达20.75%,损耗量下降达29.47%。

摘要：利用Aspen Plus流程模拟软件,以苯为轻夹带剂,建立了乙醇-苯-水三元非均相体系两塔共沸精馏工艺流程。对工艺流程中关键设备汽提塔和脱水塔进行了稳态模拟与优化,优化后的结果为:汽提塔共31块塔板,塔直径2.07 m,塔顶压力0.203 MPa,塔顶回流罐的温度313 K,回流比0.648,再沸器的热负荷9.149 MW;脱水塔共21块塔板,塔直径1.38 m,塔顶压力0.101 MPa,塔顶回流罐的温度347 K,回流比0.2,再沸器的热负荷4.57 MW。最终在汽提塔塔底可得到摩尔分数99.6%的乙醇产品。采用Aspen Dynamic建立了全工艺流程的控制结构,并对进料流量和进料组成的扰动进行了动态分析,结果表明:动态控制结构可满足对产品纯度的设计规定要求。研究结果对工艺与控制方案的选择具有重要的现实指导意义。

摘要：球壳开孔接管区的应力较高且分布状况较复杂。借助ANSYS Workbench软件,通过建立球壳开孔接管模型,实现压力容器开孔接管区不连续应力的模拟分析,探讨了开孔率、厚度比以及不同受载情况对球壳开孔接管区最大应力的影响,并进行了正交试验和应力评定。结果表明:随着开孔率和内压载荷的增大,最大应力呈增大的趋势;随着厚度比的增大,最大应力呈减小的趋势;厚度比对球壳最大应力的影响程度最大,开孔率对球壳最大应力的影响程度最小;应力评定能满足强度要求,试验结果可为球壳的设计提供借鉴。

摘要：针对传统的化工行业压力容器壁厚较大,生产成本过高的情况,课题组利用ANSYS有限元软件,以凸形封头压力容器中的椭圆形封头和碟形封头压力容器为研究对象,考察其应力分布和位移分布的特点,并进行优化设计。结果表明:在相同载荷下,椭圆形封头压力容器应力较小;椭圆形封头压力容器短半轴的变化、碟形封头压力容器直边段内径的变化趋势与目标函数体积的最大值相一致;经过21次迭代得到压力容器的最优设计参数,优化效果明显。研究结果对于压力容器的优化设计和材料的合理利用有一定的参考意义。