碳酸二甲酯反應精餾塔過程強化的綜合設計與控制.pdf

1、化工生產中,反應和分離兩種操作通常分別在兩類單獨的設備中進行,而反應精餾則是把反應過程和分離過程結合為一體的有效的工業(yè)流程,對于可逆反應的反應分離過程提供了很好的強化方法。針對反應精餾塔,我們可以通過精餾塔內部的過程強化設計來減少它的耗能,并且提高它的操作性能,過程強化主要包括熱耦合和物質耦合。
　　 反應精餾塔按照反應熱的不同可以分為三類:無熱反應精餾塔、中等熱效應反應精餾塔、大量熱效應反應精餾塔。對于大量熱效應反應精餾塔,過

2、程強化主要需要考慮反應精餾塔內部的熱耦合；對于無熱反應精餾塔,過程強化主要需要考慮反應精餾塔內部的物質耦合；對于中等熱效應反應精餾塔,過程強化不僅要考慮塔內的熱耦合,還要考慮塔內的物質耦合情況。對于大量熱效應反應精餾塔,很多學者對其強化內部熱耦合進行了廣泛深刻的研究,但是在無熱反應精餾塔和中等熱效應反應精餾塔領域,研究者尚屬少數。研究表明,反應段與精餾段耦合、反應段與提餾段耦合、改變反應物進料位置、改變催化劑在反應段內的分布狀態(tài)這四種方

3、法可以有效地強化反應精餾系統(tǒng)內部的耦合。本文以碳酸二甲酯反應精餾塔為例,通過以上四種方法研究具有中等熱效應的反應精餾塔的強化內部耦合對精餾塔靜態(tài)和動態(tài)特性的影響,反應精餾過程通過Aspen Plus軟件進行建模和仿真。
　　 研究結果表明:對于碳酸二甲酯反應精餾塔,過程強化不僅可以改善系統(tǒng)的靜態(tài)特性、減少再沸器熱負荷帶來的系統(tǒng)能耗以及精餾塔的年度總投入費用,并且可以改善系統(tǒng)的動態(tài)特性,增強其可控性。這個結論可以推廣應用于其他大部