分子筛脱蜡模拟移动床工业过程的模拟计算与分析

【摘要】：直链烷基苯生产装置绝大多数是按UOP 公司的专利技术建立起来的。工艺流程包括:加氢精制、分子筛脱蜡、脱氢、烷基化。其中,分子筛脱蜡工艺常用Molex 法,该法用模拟移动床将正构烷烃与异构烷烃、芳烃分离。本文针对南京烷基苯厂分子筛脱蜡装置的工艺条件,从数学模拟角度出发研究分子筛脱蜡模拟移动床吸附分离的工业过程。 论文基于移动床过程建模策略的数学模型包括:流体流动模型采用轴向扩散活塞流模型;线性推动力模型表示液固相之间的传质;扩展的Langmuir 竞争吸附模型表征液固相间的吸附平衡。 模拟计算所需参数采用估算和回归的方法,通过经验公式估算传质系数,利用单组分正构烷烃在5A 分子筛上的吸附平衡数据,直接得到竞争吸附平衡模型参数。在模拟计算中主要探讨了旋转阀切换时间、原料进料量、提取液量、脱附液进料量等操作条件对产品收率和产率等的影响,从而为工艺优化设计和降低能耗等提供前提和基础。 分子筛脱蜡模拟移动床计算程序采用Fortran 语言编写,其中模型偏微分方程组的求解是运用根据有限元配置法编写的Pdecol 求解程序,模拟思路是将模拟移动床过程近似为固液相逆流的移动床过程,按液相循环步骤依次进行过程计算。模拟计算的结果表明,通过模型化计算得到的产品回收率、产率等与实际过程一致,验证了所选模型和计算方法以及相关参数的合理性。论文所采用的模型由于包括诸多影响过程性能的主要因素,数值方法计算效率高,能很好地用于分子筛脱蜡过程的动态模拟。 论文所建立的数学模型接近真实情况,所采用的求解方法不失准确性,计算程序界面友好易于使用,可以用于任意步骤数目的过程模拟。通过对分子筛脱蜡过程的模拟计算,揭示了操作参数和过程性能之间的关系,这对于过程优化、工艺设计和操作具有重要指导意义。