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

1、傳統(tǒng)的反應精餾塔只有一個反應段作為反應發(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蒸餾需求，且相比于帶有反應器的序列精餾系統(tǒng)具有投資小、能耗低等過程強化優(yōu)勢。然而，只具有一個反應段的反應精餾塔(RDC-SRS)在應用于含有兩個可逆反應且二者為連續(xù)進行的物系時常面臨兩者之間復雜的相互影響問題，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段的反應精餾塔技術(RDC-DRS)應用于此類物系，該技術通過將兩

2、個反應分別設置于塔內(nèi)的不同位置巧妙地緩解了反應與分離及反應與反應之間的強烈相互作用，且設計變量的增加為系統(tǒng)的綜合與設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用到傳統(tǒng)的RDC-SRS中，對兩者的動態(tài)控制效果進行對比

3、分析。該濃度控制策略設置了三個控制回路，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，塔頂濃度控制回路用來維持反應物的轉(zhuǎn)化率，塔中靈敏板濃度與進料流量組成的串級控制回路用來保證反應物之間的化學計量平衡。采用AspenDynamics模擬軟件對RDC-DRS和RDC-SRS控制系統(tǒng)進行閉環(huán)仿真研究，結果表明，在對系統(tǒng)施加進料流量擾動和組分擾動時，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