內(nèi)部熱耦合對反應(yīng)蒸餾塔動態(tài)特性的影響.pdf

1、反應(yīng)蒸餾塔將反應(yīng)過程和蒸餾過程結(jié)合在一起，在減少設(shè)備投資的同時有效提高系統(tǒng)熱力學(xué)效率、降低系統(tǒng)能耗。因其巨大的節(jié)能優(yōu)勢，近年來逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。
　　 對于反應(yīng)蒸餾塔系統(tǒng)而言，將反應(yīng)段嚴(yán)格地置于精餾段與提餾段之間往往并非最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，因?yàn)榇藭r反應(yīng)操作與分離操作間的內(nèi)部耦合潛能并沒有得到充分挖掘。為便于研究，基于反應(yīng)熱與汽化潛熱的比率，本課題組將反應(yīng)蒸餾塔分為強(qiáng)熱效應(yīng)型、中等熱效應(yīng)型、無熱效應(yīng)型三類。對于強(qiáng)熱效應(yīng)反應(yīng)蒸餾塔來

2、說，反應(yīng)段向精餾段/提餾段疊加、調(diào)整進(jìn)料位置以及反應(yīng)段內(nèi)催化劑再分布三項(xiàng)策略可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)操作與分離操作間的內(nèi)部熱耦合。合理地綜合運(yùn)用以上策略能夠有效提高反應(yīng)蒸餾塔的熱力學(xué)效率，同時改善其動態(tài)可控性。然而，有關(guān)單獨(dú)每項(xiàng)內(nèi)部熱耦合策略對于反應(yīng)蒸餾系統(tǒng)動態(tài)特性的影響還沒有進(jìn)行系統(tǒng)的研究。本文以理想型強(qiáng)放熱反應(yīng)蒸餾塔和醋酸甲酯反應(yīng)蒸餾塔為例研究了單獨(dú)每項(xiàng)內(nèi)部熱耦合策略對強(qiáng)放熱反應(yīng)蒸餾系統(tǒng)動態(tài)特性及可控性的影響。
　　 精餾操作是一個放熱過

3、程，提餾操作是一個吸熱過程。因此，對于強(qiáng)放熱反應(yīng)蒸餾塔來說，反應(yīng)操作與提餾操作間的熱耦合有利于系統(tǒng)節(jié)能，稱之為正耦合作用。而反應(yīng)操作與精餾操作間的熱耦合則會給系統(tǒng)熱負(fù)荷增加負(fù)擔(dān)，稱之為逆耦合作用。研究結(jié)果表明，對于反應(yīng)段向提餾段疊加、上移下進(jìn)料位置以及反應(yīng)段內(nèi)催化劑再分布三項(xiàng)正耦合措施，提餾段補(bǔ)充適量分離塔板后，系統(tǒng)的熱力學(xué)效率及動態(tài)操作特性均得到改善。對于理想型反應(yīng)蒸餾塔，下移上進(jìn)料位置加強(qiáng)反應(yīng)操作與提餾操作間正耦合作用的同時引入反應(yīng)