β-蒎烯熱裂解反應(yīng)過(guò)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(dá)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(duì)象，建立了β-蒎烯熱裂解反應(yīng)過(guò)程的工業(yè)裝置模型，并開(kāi)展了生產(chǎn)過(guò)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(jī)理和動(dòng)力學(xué)模型，化工過(guò)程模型化的進(jìn)展。全面分析了熱裂解反應(yīng)過(guò)程中各個(gè)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(dòng)力學(xué)模型作為本次建模研究的基礎(chǔ)。
　　(2)基于國(guó)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(jí)冷卻器和二級(jí)冷卻器，并利用gPROMS計(jì)算平臺(tái)，對(duì)模型涉及的物性參數(shù)和模型動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和估計(jì)，進(jìn)而構(gòu)建了完

3、整的β-蒎烯熱裂解反應(yīng)過(guò)程的模型。本文利用六組不同工況下的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，五組運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明模型對(duì)月桂烯產(chǎn)品濃度具有較好的預(yù)測(cè)性能，可用于指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程操作。
　　(3)利用所建立的模型，對(duì)β-蒎烯熱裂解反應(yīng)過(guò)程進(jìn)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(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)工藝指標(biāo)，基于模型模擬反應(yīng)過(guò)程，分析進(jìn)料流量、反應(yīng)壓力和反應(yīng)溫度等操作參數(shù)對(duì)工藝指標(biāo)的影響變化，并