一般的建模工艺工业磷酸生产过程的设计和优化文献翻译.docVIP

英文文献 翻译 学生：袁忠朋 指导老师：邵群 工业磷酸生产工艺设计和优化的一般建模 Athanasios I. Papadopoulosa,?, Panos Seferlis a,b a Chemical and Process Engineering Research Institute (CPERI), Centre for Research and Technology Hellas (CERTH), P.O. Box 60361, 57001 Thermi-Thessaloniki, Greece b Department of Mechanical Engineering, Aristotle University of Thessaloniki, P.O. Box 484, 54124 Thessaloniki, Greece 摘要：在目前的工作中，我们通过一个有效的建模和优化生产过程策略的实施，解决了工业规模的磷酸系统问题和有效的设计问题。一个通用的和系统的框架，旨在方便高性能磷酸生产方案的建模和识别，并探索参与生产工艺各单元之间的协同和相互作用。该框架假设采用的模型是独立的生产过程，通过使用普通的生产模型来作为他们对该工艺的研究开发模拟，从而促进了设计的转变和关联。所采用的建模与优化方案正实施在工业磷酸生产过程中。当洞察生产过程中各单元之间的相互作用时作出能有用的实际方案，就能够在工业生产过程中提高性能的设计选择。（?2008?Elsevier公司保留所有权利） 关键词：磷酸生产 工艺设计 工艺优化 磷酸生产过程 建模 正文： 1引言 当含磷矿物与硫酸和磷酸的混合物发生反应时，磷酸被工业规模的产生。这个反应的主要的副产物是硫酸钙（石膏）的晶体，它是在反应过程结束时，从磷酸中分离形成的副产物。磷酸生产过程涉及的固体和液体成分中强烈的相互作用，有若干敏感因素，如矿物的特性，反应物的组合物和过程温度条件，等等。反应过程中涉及的主要挑战是产生尽可能高的浓度和纯度的磷酸水溶液，以便于在下游生产高价值磷酸产品。在工业实践中，实现这一目标的主要依据是工程和过程的经验性知识，而一些流程建模和设计工作已经在发表的文献报告，目的是改善现有的理解和流程的效率。 用半水磷酸的全面的多反应器生产的数学模型（HH）工艺第一次出现在文献[1]中。该模型考虑了材料和简化的群体平衡以及反应动力学数据。作者讨论了回收的酸对硫酸在过饱和条件下的反应器中进料流速比，以及对成核和晶体生长现象的效果的影响。该模型仍处于理论层面，因为没有比较，都是用工业或实验数据。在文献[2]中提出的模型为单级脱水（DH）的过程。在文献1的基础上提出的参考模型。作者讨论的若干假设有关晶体生长及成核模型性能的影响及其结果进行比较，来获得弗罗马实验室规模的试验反应堆的实验数据。丰富的工作列于文献[3]中，里面涵盖了大量的磷酸生产解决科学和工程问题。在磷酸生产过程中，一种建立模型的方法被提出来了，涉及到短期切断的质量和热量平衡以及设计公式的过程单元操作，在很大程度上，而来自工业实践中得出的经验知识也纳入了开发的模型中。在文献[4]中模型开发的5-CSTR反应器中工业单位采用脱水方法的仿真。该过程的数学表示是类似于参考文献[1]，而且还涉及到热平衡。作者讨论的设计参数，例如回流比和热量在加工性能和提出的工艺参数值的有限范围内的最佳工作条件产生的效果。在文献[5]中进行研究了一个工业半水过程，其次是水合作用槽，以允许过渡到脱水过程。所采用的过程模型包括材料和热平衡，并探讨几种设计参数，如反应器中的温度和回流比在处理操作的效果。单级脱水过程的模型在参考文献[6]中用Aspen Plus的过程模拟器中被开发出来。简应动单反力学的模型基于有关岩石的溶解和结晶现象的假设来表示。作者用几个关键设计以工业数据标准，对他们的研究结果进行比较。他们得出结论，即使在磷酸生产过程中有限的期间里出现的现象的描述足以提供有效的见解的过程。在文献[7]中有一款型号为三CSTR反应器中试装置的单级脱水方法开发的模拟。该模型结合文献[1,2]中的工作要素，并建议简化反应动力学模型。作者为了找到中试装置的最佳操作条件，进行一组工艺参数的参数研究。 现在发表的磷酸生产模拟中有几个常见的特征，不管是设计细节的水平的应用，还是在磷酸生产过程到技术较为成熟，所有提出的模型能捕捉到主要现象。不过，他们缺乏设计的灵活性，因为他们明确地朝向预测评估的设计方向进行。这套被用来处理任务的数学方程是具体的案例，因此在需要的情况下，手动添加新的设计方案（如流量，材料，工艺等等）都在进行设计计算考虑的范围内。本报告试图解决在现有的磷酸生产过程设计问题，调查主要集中在通过一定操作参数的改变引起整个过程的变化。虽然这样的调查在考