單環(huán)流反應(yīng)隔離壁蒸餾塔的設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、反應(yīng)蒸餾是一種非常有效的過程強(qiáng)化技術(shù)，所謂反應(yīng)蒸餾就是將反應(yīng)操作與分離操作融合在同一個(gè)裝置中。一方面，很大程度上減少了工藝流程中固定的設(shè)備投資費(fèi)用。另一方面，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率以及很大程度上抑制了中間物的產(chǎn)生。正因?yàn)榉磻?yīng)蒸餾有如此眾多的優(yōu)點(diǎn)，才促使它有機(jī)會(huì)成為過程強(qiáng)化中值得人們重視的一個(gè)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(jìn)料段以及

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

3、br>　　本文提出一種單環(huán)流反應(yīng)隔離壁蒸餾塔結(jié)構(gòu)(RDWC-SER)，隔離壁能夠避免產(chǎn)物過多地從側(cè)線采出，單環(huán)流將未反應(yīng)物引回反應(yīng)段繼續(xù)參與反應(yīng)?；诤铣梢宜峒柞サ孽セ磻?yīng)，以年總投資(TAC)為目標(biāo)函數(shù)對(duì)RDWC-SER的公共精餾段塔板數(shù)、公共提餾段塔板數(shù)、反應(yīng)段塔板數(shù)、預(yù)分餾塔精餾段塔板數(shù)、預(yù)分餾塔提餾段塔板數(shù)、HAc的進(jìn)料位置、MeOH的進(jìn)料位置、環(huán)流進(jìn)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(jìn)行優(yōu)化，得到RDW

4、C-SER的最優(yōu)結(jié)構(gòu)，并且與外部環(huán)流反應(yīng)蒸餾塔進(jìn)行對(duì)比。此外基于RDWC-SER的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，對(duì)其采用了雙溫度控制策略，研究在進(jìn)料流量擾動(dòng)以及進(jìn)料組分?jǐn)_動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性。
　　研究結(jié)果表明，相比于外部環(huán)流反應(yīng)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(yīng)蒸餾塔與隔離壁蒸餾塔的累加優(yōu)勢(shì)。對(duì)于RDWC-SER結(jié)構(gòu)，雙溫度控制策略具有很好的控制效果。其中，對(duì)進(jìn)料流量增大10％擾動(dòng)的控