化工过程分析与合成--间歇优化.ppt

1、6次化工工艺，蒋士猛工艺2组11108222，首先，根据最终产品的输出形式，工业加工工艺是连续、离散和分批工艺精细化工、生物化工等技术密集和知识密集的新兴产业为食品、聚合物、药品、分子筛、增塑剂、抗氧化剂， 广泛应用于染料和涂料等产品的劳动强度高，生产效率低，操作灵活性大，反应条件容易控制和变更，在非稳态操作、反应过程中，温度、浓度、反应速度随反应时间而变化，同时反应器内各点的温度、浓度分布均匀，结构简单，加工方便研究内容是缩短操作周期，提高生产率提高各批量生产的再现性提高产品的质量合理利用原料、能源、设备提高降低成本的适应性，适应产品规格和原料配方等的变化。 TUB简单的间歇设备SCU半连续

2、设备IS中间储存设备，典型的间歇化过程，釜式反应器的结构，1 .提供釜的本体，充分的容积，确保达到规定的转化率所需的时间，2 .由搅拌装置、搅拌轴和搅拌器组成，使反应物的混合均匀，强化传热，3，6 为了满足工艺需求，5 .轴密封装置，防止釜体和搅拌轴之间的泄漏，6.2过程动态模型和仿真，上一章介绍了连续工艺的模型：稳态、动态(非稳态)所有的间歇操作过程是非稳态或动态过程。 针对间歇过程的建模要求，由连续过程中的干扰引起的比动态过程更严格的间歇过程的模拟作用：理解生产过程中各残奥仪表的时间变化，确定该间歇单元过程的操作时间和最佳操作条件以指定的设备尺寸条件进行间歇的流程和工厂设定修订时需要。 间

3、歇过程的基本操作单元包括进料、反应、冷却、加热、混合、过滤、精馏、干燥、溶剂萃取和结晶等。 模型是为了某个目的，将客观的东西的一部分缩小、抽象化、抽出的原型的替代物，在原型中集中反映了人们所需要的一些特征。 数学建模是指对于某个现实的对象，为了某个特定的目的，根据其内在规则制作必要的简化假说，使用适当的数学工具，得到的数学结构。 其意义在于用数学方法解决实际问题。 6.2.1混合工艺，两种材料流都是a和b两种成分的操作目标：混合后物流中成分a的浓度CA和温度t满足规定的要求，为二元系，确定了一种成分的浓度，另一种成分的浓度也确定了。 因此，在该例子中，不需要另外考虑b成分浓度，根据工艺的特征和

4、操作目标，工艺的状态变量为、罐内液位h反应混合物中的成分a的浓度CA混合物的温度t， 质量累积速度=质量流入速度-质量流出速度总材料平衡修正计算：成分a平衡修正计算方程式：或：支部：因此：微分平衡修正计算方程式、1、2、3、4、以液态纯a和纯b为基准物质状态时成分a在b的积分溶解热、kJ/mol系统的能量平衡校正微分方程表示：能量平衡校正计算、吸热散热、混合过程有望在良好的控制下进行，生产物流浓度CA变化不大。 在这个条件下，可以假设HS是常数。假设Cp1=Cp2=Cp整理，6.2.2喷雾干燥过程，喷雾干燥的原理：用不同的喷雾器将悬浮液和粘性液体喷雾成雾状，与热风发生强烈的热交换，迅速排除自身

5、的水分，在几秒到几十秒以内干燥。 分类：压力式干燥器、离心式干燥器、气流式干燥器，产品以粉末状态沉降到干燥室底部，连续或断续地从卸料器排出。 适用于结晶方法得不到的固体制品，二、喷雾干燥的特点为： 1、优点：1)干燥速度快，时间短，330s。 由于材料液雾化为1060um的雾，所以表面积高达100600m2m3。 2 )干燥温度低。 3 )可从液体材料直接得到粉末，省略蒸发结晶、分离粉碎工序。 4 )成品质量可以控制。 分散性和溶解性优异。 2、喷雾干燥的缺点1 )因为喷雾干燥的容积干燥强度小，所以干燥室的体积大。 2 )热量消耗较多，一般来说蒸发lkg的水分需要约6280kJ的热量，相当于消

6、耗2535kg的蒸汽。 3 )产品可能会粘在墙上。 图2512是典型的连续喷雾干燥流程。 喷雾干燥设备、喷雾干燥的关键是材料液的(雾化)。 核心装置是雾化器。 理想的喷雾要求喷雾粒子均匀、结构简单、产量大、能耗小。 目标：在装置设置合理，喷雾器操作正常的情况下，出塔粉体材料的平均湿含量xf与出塔气体温度Tgf密切相关，为了使产品的湿含量xf满足规定的要求，出塔气体的温度Tgf必须控制在一定范围内，研究状态Tgf的动态行为。 只关心Tgf的行为，做以下假设，1、材料流动是一个稳定的过程。 即，入塔气体或液体流量变化时，出塔气体和生成物的流量立即变化，塔内气体和固体保液量保持一定。 2 .塔内气体和材料的状态，实际上根据塔的高度而变化，但只分析Tgf，可以假定塔内是理想的混合。 3 .假设出塔气体和固体产品完全分离。 从假设1开始系统气体和材料的总平衡修正方程式： Fg0=Fgf=Fg，FL0=FLf=FL水分平衡修正方程式： YfY0=FL (x0 xf) /Fg微分能量平衡修正方程式：VD-。 HV-出塔气体温度Tgf下的气化潜热热损失速度q取决于塔壁温