β-蒎烯熱裂解反應(yīng)過程系統(tǒng)模擬與操作優(yōu)化.pdf

1、月桂烯是香料產(chǎn)業(yè)中重要的化學(xué)品原料和中間體，工業(yè)上獲得月桂烯的主要途徑是β-蒎烯熱裂解。在生產(chǎn)操作中，一般以裂解獲得產(chǎn)品中的月桂烯質(zhì)量濃度達到78％以上作為產(chǎn)品質(zhì)量控制指標(biāo)。本文以月桂烯生產(chǎn)中的核心裝置—β-蒎烯熱裂解反應(yīng)器為主要研究對象，建立了β-蒎烯熱裂解反應(yīng)過程的工業(yè)裝置模型，并開展了生產(chǎn)過程的全流程模擬和工藝操作條件優(yōu)化的研究，研究結(jié)果為月桂烯生產(chǎn)操作提供指導(dǎo)。主要的研究工作內(nèi)容如下:
　　(1)系統(tǒng)研究了β-蒎烯熱裂解生

2、產(chǎn)月桂烯工藝，β-蒎烯熱裂解制備月桂烯的機理和動力學(xué)模型，化工過程模型化的進展。全面分析了熱裂解反應(yīng)過程中各個物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系，選擇了A.stolle提出的裂解反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和動力學(xué)模型作為本次建模研究的基礎(chǔ)。
　　(2)基于國內(nèi)某β-蒎烯熱裂解反應(yīng)裝置流程，建立了主要操作單元模型，包括:裂解反應(yīng)器、預(yù)熱器、降膜蒸發(fā)器、一級冷卻器和二級冷卻器，并利用gPROMS計算平臺，對模型涉及的物性參數(shù)和模型動力學(xué)參數(shù)進行計算和估計，進而構(gòu)建了完

3、整的β-蒎烯熱裂解反應(yīng)過程的模型。本文利用六組不同工況下的穩(wěn)態(tài)運行數(shù)據(jù)對動力學(xué)參數(shù)進行估計，五組運行數(shù)據(jù)進行模型驗證。驗證結(jié)果表明模型對月桂烯產(chǎn)品濃度具有較好的預(yù)測性能，可用于指導(dǎo)生產(chǎn)過程操作。
　　(3)利用所建立的模型，對β-蒎烯熱裂解反應(yīng)過程進行系統(tǒng)模擬和操作優(yōu)化。首先，設(shè)定β-蒎烯轉(zhuǎn)化率、月桂烯出口濃度和單位能耗等三個關(guān)鍵生產(chǎn)工藝指標(biāo)，基于模型模擬反應(yīng)過程，分析進料流量、反應(yīng)壓力和反應(yīng)溫度等操作參數(shù)對工藝指標(biāo)的影響變化，并