聚酯直接酯化过程数学模型

摘要

该文通过对乙二醇(EG)和对苯二甲酸(PTA)直接酯化连续生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的机理分析,建立了聚酯酯化反应过程的数学模型.在进行一定合理的假设条件下,建立的数学模型中包含了反应动力学方程、气液平衡公式、气液传质方程和物料平衡方程,仿真结果接近于工厂实际.由于该文要研究的直接酯化过程包含了两个酯化反应器,所以首先详细介绍了第一酯化反应过程的建模过程和模型求解方法,然后再按照第一酯化反应过程的建模思路建立整个酯化反应过程的数学模型.除此以外,该文还利用工艺设计数据验证了该模型的准确性,模型计算出来的产品性能指标与设计指标相比,基本一致.随后,该文还对仿真结果进行了详细的分析.

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1课题的目的和意义

1.2研究进展

1.3装置概况

1.4课题工作内容

第二章聚酯(PET)生产过程介绍

2.1聚酯合成工艺

2.2直接酯化工艺过程原理

2.3酯化反应流程说明

2.3.1浆料调配(新增)

2.3.2第一酯化(新增)

2.3.3酯化物输送

2.3.4第一酯化乙二醇分离塔

2.3.5第二酯化(改造)

2.3.6第二酯化反应器的乙二醇分离

2.3.7乙二醇的收集

2.3.8第一缩聚反应器真空系统

2.3.9第二、三、四缩聚反应器真空系统

2.3.10乙二醇的回用

2.4酯化部分控制系统简介

2.4.1浆料调配控制

2.4.2压力控制

2.4.3温度控制

2.4.4酯化部分流量控制

2.5酯化反应过程

第三章PET的第一酯化反应过程数学模型

3.1引言

3.2工艺过程及反应机理

3.2.1反应方程

3.2.2第一酯化反应过程及特点

3.2.3催化剂和消光剂

3.2.4缩聚反应

3.3第一酯化反应过程数学模型

3.3.1模型的简化和假设

3.3.2反应速率方程

3.3.3 PTA在反应混合物中的溶解度α

3.3.4第一酯化反应过程汽液平衡

3.3.5第一酯化反应器EG和水的蒸汽流量计算

3.3.6第一酯化反应器的物料平衡

3.4第一酯化反应模型方程求解

3.4.1质量指标

3.4.2模型方程求解

3.5模型系数调整

第四章PET的第二酯化反应过程数学模型

4.1引言

4.2第二酯化反应釜

4.3第二酯化反应过程数学模型

4.3.1模型的简化和假设

4.3.2模型方程的建立

4.4酯化反应模型方程求解

第五章模型验证与仿真研究

5.1工艺参数

5.2模型验证

5.3仿真目的

5.4影响过程主要因素的研究

5.4.1 EG/PTA配比

5.4.2温度

5.4.3压力

5.4.4反应时间

5.4.5进料流量

5.4.6结论

第六章MATLAB与VC++的混合编程及在化工计算中的应用

6.1引言

6.2 MATLAB与VC++的混合编程方法简述

6.2.1需要MATLAB后台支持的混合编程

6.2.2可生成独立运行程序的混合编程

6.2.3调用MATLAB C/C++数学函数库的混合编程方法介绍

6.3混合编程在化工计算中的应用

6.3.1酯化反应器模型

6.3.2酯化反应数学模型

6.3.3程序的编制与说明

6.4其它

6.5结论

第七章结论与体会

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文