一种基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法，包括以下步骤：首先，利用分子动力学模拟煤化学链气化过程，通过碎片分析得到热力学数据，用来指导稳态模拟；然后，利用Aspen Plus软件对煤化学链气化生产合成气与合成甲基丙基酸甲酯的过程进行模拟，并通过灵敏度分析，对比不同操作条件下甲基丙烯酸甲酯(MMA)的纯度，得到最优的操作条件；最后，利用Aspen Dynamics进行动态模拟，验证MMA生产过程的抗干扰能力，提出MMA生产过程的最优控制方案。本发明专利技术所述工艺实现了甲基丙烯酸甲酯生产过程的清洁化、连续化和自动化，并有效降低了二氧化碳的排放，得到纯度为99.9％的甲基丙烯酸甲酯。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法
本专利技术涉及清洁生产
，具体涉及一种基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法。
技术介绍
在当前的能源消费结构中，煤、石油和天然气等化石燃料是必不可少的，然而，每年化石燃料产生并释放到大气中的二氧化碳超过3400亿吨，其中约200亿吨被海洋吸收，70亿吨被陆地生态系统吸收，只有不超过100亿吨被人类利用。显然，二氧化碳的排放量远远超出了自然界的平衡能力，如何减少化石燃料利用过程中的二氧化碳排放已成为全球范围内的一个严峻挑战；因此，开发高效的清洁利用技术成为工业从业者和学术研究者日益关注的焦点。煤化学链气化(CCLG)是一种由燃料反应器和空气反应器组成的新型的煤利用技术，利用氧载体分离CO2，提高了煤的转化率；在生产高纯度合成气方面，与传统的煤气化工艺相比，CCLG技术具有较低的CO2排放量。甲基丙烯酸甲酯(MMA)是合成聚甲基丙烯酸甲酯和不同性能的树脂制品的重要原料，也是合成气十分理想的高附加值下游产品。但是现有的生产工艺存在低原子利用率、原料腐蚀性较高、环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一：利用分子动力学模拟煤化学链气化过程，通过碎片分析得到热力学数据，用来指导稳态模拟；/n步骤二：利用Aspen Plus软件对煤化学链气化生产合成气与合成甲基丙基酸甲酯的过程进行模拟；/n步骤三：通过灵敏度分析，对比不同操作条件下甲基丙烯酸甲酯的纯度，得到最优的操作条件；/n步骤四：基于步骤三模拟得到的最优操作条件，利用Aspen Dynamics进行动态仿真模拟，设置控制器，并添加扰动因素，验证甲基丙烯酸甲酯(MMA)生产过程的抗干扰能力，提出MMA生产过程的最优控制方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：利用分子动力学模拟煤化学链气化过程，通过碎片分析得到热力学数据，用来指导稳态模拟；
步骤二：利用AspenPlus软件对煤化学链气化生产合成气与合成甲基丙基酸甲酯的过程进行模拟；
步骤三：通过灵敏度分析，对比不同操作条件下甲基丙烯酸甲酯的纯度，得到最优的操作条件；
步骤四：基于步骤三模拟得到的最优操作条件，利用AspenDynamics进行动态仿真模拟，设置控制器，并添加扰动因素，验证甲基丙烯酸甲酯(MMA)生产过程的抗干扰能力，提出MMA生产过程的最优控制方案。


2.根据权利要求1所述的基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法，其特征在于，步骤一中利用分子动力学模拟煤化学链气化的过程主要包括如下步骤：①构建载氧体、水和焦炭的分子模型；②将构建好的模型放入非周期性的立方体盒子里，对其分别进行压力弛豫和温度弛豫，得到稳定的焦炭-载氧体-水体系；③将构建好的体系导入LAMMPS软件中在ReaxFF力场下、NVT系综下进行分析；④对产物的分布进行分析。


3.根据权利要求1所述的基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法，其特征在于，步骤二中所述的煤化学链气化技术生产合成气与合成甲基丙基酸甲酯的过程主要包括粗合成气生产、合成气净化和甲基丙烯酸甲酯生产三个部分。


4.根据权利要求3所述的基于多尺度模拟的高效生产甲基丙烯酸甲酯的方法，其特征在于，步骤二中粗合成气生产过程采用的物性方法为Peng-Rob，合成气净化和甲基丙烯酸甲酯生产过程采用的物性方法为NRTL。


5.根据权利要求4所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：田文德，张浩然，崔哲，孙素莉，刘彬，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37