隔壁精餾塔技術(shù)應(yīng)用于反應(yīng)精餾及空氣分離的研究.pdf

1、精餾作為化工行業(yè)中主要的分離手段,雖然相對其它分離技術(shù)有著很多的優(yōu)勢,但卻掩蓋不了其能耗過高的弊端。相對于常規(guī)精餾塔序列,隔壁精餾塔可作為一種既節(jié)能又減少成本投資的選擇。將三組分分離成純組分至少需要兩個(gè)塔序列,而當(dāng)使用隔壁精餾塔時(shí),只需一個(gè)塔設(shè)備就可以完成。與常規(guī)精餾塔序列比,該技術(shù)具有更高的熱力學(xué)效率,更低的能耗,同時(shí)由于該技術(shù)的高度集成,使得過程的換熱設(shè)備數(shù)量減少,設(shè)備投資降低,具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。目前該技術(shù)在國外迅速發(fā)展,成功工業(yè)

2、化的裝置已有百余套,已成為過程集成與強(qiáng)化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 本文從隔壁精餾塔的結(jié)構(gòu)與原理出發(fā),介紹了隔壁精餾塔的種類與構(gòu)型,分析了隔壁精餾塔節(jié)能的原理。并提出了簡化法設(shè)計(jì)隔壁精餾塔的方法,根據(jù)隔壁精餾塔的分離特點(diǎn)分析了其應(yīng)用范圍,闡述了如何利用Aspen Plus實(shí)現(xiàn)隔壁精餾塔的嚴(yán)格模擬與優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,分別以乙酸甲酯酯轉(zhuǎn)換反應(yīng)精餾體系和空氣分離為例,在確保兩個(gè)體系熱力學(xué)方法與動(dòng)力學(xué)方程正確性的基礎(chǔ)上,詳細(xì)敘述了相應(yīng)的隔壁

3、精餾塔的穩(wěn)態(tài)模型的建模過程。依據(jù)所建立模型的特點(diǎn),對該穩(wěn)態(tài)模擬進(jìn)行了單變量分析,初步確定了各個(gè)變量的優(yōu)化值,為兩個(gè)體系隔壁精餾塔進(jìn)一步優(yōu)化提供了初值。
　　 在單變量獲得初值的基礎(chǔ)上,對整個(gè)隔壁精餾塔的結(jié)構(gòu)參數(shù)與操作參數(shù)進(jìn)行了分析,提出了基于年總成本(TAC)的最優(yōu)化求解步驟,并根據(jù)單變量分析的結(jié)論對優(yōu)化步驟進(jìn)行了簡化,根據(jù)簡化的步驟對兩個(gè)體系進(jìn)行模擬分析,最終得到基于年總成本最優(yōu)化的模擬結(jié)果。在TAC最優(yōu)化的基礎(chǔ)上,對兩個(gè)體系