雙反應(yīng)段反應(yīng)精餾塔的控制與分析：碳酸二甲酯與乙醇的轉(zhuǎn)酯反應(yīng).pdf

1、傳統(tǒng)的反應(yīng)精餾塔只有一個反應(yīng)段作為反應(yīng)發(fā)生的主要區(qū)域，大多數(shù)情況下能滿足一般物系的反應(yīng)蒸餾需求，且相比于帶有反應(yīng)器的序列精餾系統(tǒng)具有投資小、能耗低等過程強(qiáng)化優(yōu)勢。然而，只具有一個反應(yīng)段的反應(yīng)精餾塔(RDC-SRS)在應(yīng)用于含有兩個可逆反應(yīng)且二者為連續(xù)進(jìn)行的物系時常面臨兩者之間復(fù)雜的相互影響問題，這種相互影響會最終影響到系統(tǒng)性能的發(fā)揮。本課題組針對該問題提出了將具有兩個反應(yīng)段的反應(yīng)精餾塔技術(shù)(RDC-DRS)應(yīng)用于此類物系，該技術(shù)通過將兩

2、個反應(yīng)分別設(shè)置于塔內(nèi)的不同位置巧妙地緩解了反應(yīng)與分離及反應(yīng)與反應(yīng)之間的強(qiáng)烈相互作用，且設(shè)計變量的增加為系統(tǒng)的綜合與設(shè)計提供了更多的可能性，同時，系統(tǒng)所需能耗也有了顯著的減小。然而，關(guān)于RDC-DRS的動態(tài)可控性則鮮有研究。為此，本文以經(jīng)過兩階段連續(xù)可逆反應(yīng)制備碳酸二乙酯(DEC)的過程為例，通過對RDC-DRS中操縱變量與被控變量的分析，提出了一種濃度控制策略，并將同樣的控制策略應(yīng)用到傳統(tǒng)的RDC-SRS中，對兩者的動態(tài)控制效果進(jìn)行對比

3、分析。該濃度控制策略設(shè)置了三個控制回路，塔底濃度控制回路用來保證主要產(chǎn)物碳酸二乙酯的質(zhì)量指標(biāo)，塔頂濃度控制回路用來維持反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，塔中靈敏板濃度與進(jìn)料流量組成的串級控制回路用來保證反應(yīng)物之間的化學(xué)計量平衡。采用AspenDynamics模擬軟件對RDC-DRS和RDC-SRS控制系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)仿真研究，結(jié)果表明，在對系統(tǒng)施加進(jìn)料流量擾動和組分?jǐn)_動時，同樣的濃度控制策略下RDC-DRS控制系統(tǒng)均表現(xiàn)出了良好的抗干擾性，比RDC-SRS具