單環(huán)流反應隔離壁蒸餾塔的設計與控制.pdf

1、反應蒸餾是一種非常有效的過程強化技術，所謂反應蒸餾就是將反應操作與分離操作融合在同一個裝置中。一方面，很大程度上減少了工藝流程中固定的設備投資費用。另一方面，提高了反應物的轉化率以及很大程度上抑制了中間物的產生。正因為反應蒸餾有如此眾多的優(yōu)點，才促使它有機會成為過程強化中值得人們重視的一個研究方向。
　　隔離壁蒸餾塔采用將一塊垂直的隔板添加在普通的蒸餾塔中間，將其分成隔板上邊的公共精餾段、隔板下邊的公共提餾段、隔板左邊的進料段以及

2、隔板右邊的中間采出段共四個部分。從本質上來看，它實際是一個結構比較特殊的完全熱耦合蒸餾塔，相當于將完全熱耦合蒸餾塔的主副塔放置在了一個塔中。如果忽略隔板的傳熱效果，在熱力學上可以將兩者進行等價，由于這只是理想狀態(tài)下的假說，在實際中，這兩者不可以絕對等價。在研究中我們發(fā)現(xiàn)，適當對隔壁塔進行熱量耦合可以將反應放出的熱量回收利用，因而可以降低整個系統(tǒng)的能耗。綜合反應蒸餾塔與隔離壁蒸餾塔的眾多優(yōu)點，如果將兩者結合到一起，會進一步提高節(jié)能效果。<

3、br>　　本文提出一種單環(huán)流反應隔離壁蒸餾塔結構(RDWC-SER)，隔離壁能夠避免產物過多地從側線采出，單環(huán)流將未反應物引回反應段繼續(xù)參與反應?；诤铣梢宜峒柞サ孽セ磻?，以年總投資(TAC)為目標函數(shù)對RDWC-SER的公共精餾段塔板數(shù)、公共提餾段塔板數(shù)、反應段塔板數(shù)、預分餾塔精餾段塔板數(shù)、預分餾塔提餾段塔板數(shù)、HAc的進料位置、MeOH的進料位置、環(huán)流進料位置、環(huán)流采出位置、環(huán)流流量、氣相分離比以及液相分離比等進行優(yōu)化，得到RDW

4、C-SER的最優(yōu)結構，并且與外部環(huán)流反應蒸餾塔進行對比。此外基于RDWC-SER的穩(wěn)態(tài)結構，對其采用了雙溫度控制策略，研究在進料流量擾動以及進料組分擾動下的動態(tài)特性。
　　研究結果表明，相比于外部環(huán)流反應蒸餾塔，RDWC-SER在TAC上減少了7.86％，說明RDWC-SER具有更好的節(jié)能效果，體現(xiàn)出了反應蒸餾塔與隔離壁蒸餾塔的累加優(yōu)勢。對于RDWC-SER結構，雙溫度控制策略具有很好的控制效果。其中，對進料流量增大10％擾動的控