多尺度模拟在生物质原料醋酸乙烯成套技术开发中的应用

摘要

本文针对我国生物制造业对开发原创性技术、提高基础研究成果转化率的迫切需求,开展以生物质生产乙烯、醋酸乙烯等产品的研发工作.在实验研究的基础上,开展密度泛函理论(DFT)、蒙特卡罗(MC)、计算流体力学(CFD)、计算机流程模拟与优化等多尺度计算机模拟方法的研究,并应用以上方法实现生物质原料醋酸乙烯工艺流程的创新及化工过程的高倍率放大.发明了高空速、水蒸气协同的乙醇制乙烯及低能耗、短流程醋酸乙烯生产工艺;采用CFD方法实现了合成反应器、氧混器的创新及工程放大;开发了专用数据库,实现了全流程计算机模拟与优化、能量综合利用及系统集成.采用以上成果在广西建成全球首套基于生物原料年产5万吨乙烯联合10万吨醋酸乙烯生产装置,一次开车成功.