醇酮氧化反应工艺模拟以及相关动力学方程的适定性分析

论文摘要

化工系统工程是化学工程学科的高级应用。本文通过对一个具体的模拟优化项目的数学建模与模拟计算过程为实例;详细分析了稳态模拟中相关数学模型的适定性问题,是一篇反应工程模拟实践与微分方程理论相结合的文章。 文中具体包括对醇酮氧化反应机理的考察,与对醇酮氧化工段中的气升式环流反应器的数学建模与程序设计模拟计算,并且对文献中涉及到的相关醇酮氧化反应动力学方程组的适定性问题进行了讨论,分析了常微分方程组的Lipschitz条件,解的延拓和系统的稳定性;同时发现了文献中动力学模型存在的问题,并在稳定性理论的基础上结合反应工程相关知识提出了部分修改。使模拟结果更加符合生产数据与设计数据。在完成了模拟优化任务的基础上,对于今后相似的研究,本文也可以作为其它判断动力学反应速率方程正确与否的一个参考。 此外,本文中程序用VisualC++6.0结合MFC设计,并应用了大量Windows API;同时提供了制作模拟模块的新思路即采用DLL（动态链接库）的技术,DLL的“动态调入（进程地址空间）”特性,使得应用程序能够在运行时根据需要调入相应的DLL代码,大大减轻

论文目录

• 前言：
• 第一章：过程模拟技术概述
• 1.1 化工流程模拟概述
• 1.1.1 流程模拟与仿真技术的定义
• 1.1.2 化工过程模拟技术的发展
• 1.1.3 流程模拟中的数学模型
• 1.2 化工流程模拟基本方法
• 1.3 化工过程模拟的发展
• 1.3.1 稳态模拟的发展
• 1.3.2 动态模拟的发展
• 第二章：醇酮氧化项目背景
• 2.1 醇酮装置工艺简介
• 2.2 醇酮氧化液相反应机理的分析
• 2.3 醇酮氧化反应动力学
• 2.3.1 引发反应的动力学机理
• 2.3.2 分子反应的动力学机理
• 2.4 独立反应的提取
• 第三章：醇酮氧化反应装置的模拟
• 3.1 数学模型的建立
• 3.1.1 反应器的形式
• 3.1.2 气升式环流反应器的数学模型
• 3.2 模拟软件的开发
• 3.2.1 程序系统构成
• 3.2.1.1 界面的开发
• 3.2.1.2 动态链接库的引入
• 3.2.2 数学模型的求解
• 3.2.2.1 基本物性与热力学
• 3.2.2.2 关于蒸发量的计算
• 3.2.2.3 模块的求解
• 3.3 在程序设计过程中遇到的问题
• 第四章：醇酮氧化反应动力学方程组的适定性分析
• 4.1 适定性问题的提出
• 4.1.1 适定性的概念
• 4.1.2 解的存在性
• 4.1.3 解的唯一性
• 4.1.4 解的稳定性
• 4.1.5 适定性的其他概念
• 4.2 动力学方程组的存在唯一性分析
• 4.3 解的延拓
• 4.4 解对初值的连续性和可微性分析
• 第五章：醇酮氧化反应动力学方程组的稳定性分析
• 5.1 原动力学方程出现的问题
• 5.2 对原动力学方程提出的改进
• 5.3 对新动力学方程的讨论
• 第六章：优化技术方案的提出
• 6.1 优化的策略
• 6.1.1 气升式环流反应器的优化操作条件
• 6.1.2 压力对转化率和选择性的影响
• 6.1.3 温度对转化率和选择性的影响
• 6.1.4 酸度对转化率和选择性的影响
• 6.1.5 液体流量对转化率和选择性的影响
• 6.2 优化的方案
• 第七章：结论
• 符号说明：
• 参考文献：
• 致谢：
• 攻读学位期间发表论文情况：