外部環(huán)流反應(yīng)隔離壁精餾塔的綜合與設(shè)計.pdf

1、面對日益嚴峻的資源不足以及環(huán)境污染問題，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排成為了一個迫切的需求。傳統(tǒng)的反應(yīng)精餾塔（反應(yīng)段置于精餾段和提餾段之間并且集成在同一單元中）在節(jié)能方面具有巨大的潛力，但是在應(yīng)用于某些反應(yīng)物系時會表現(xiàn)出一定的局限性。當(dāng)系統(tǒng)的相對揮發(fā)度排序為最不利（反應(yīng)物的沸點是最高和最低的，生成物的沸點位于中間）的情況時，傳統(tǒng)反應(yīng)精餾塔固有的結(jié)構(gòu)缺陷使得難以利用其來分離該反應(yīng)混合物，從而有必要設(shè)計一種新型的反應(yīng)精餾結(jié)構(gòu)來適配該類型反應(yīng)混

2、合物。鑒于隔離壁精餾塔的一些特性，將反應(yīng)操作耦合至隔離壁精餾塔成為最有潛力的一種備選方案。
　　對于具有最不利相對揮發(fā)度排序的四元反應(yīng)體系，現(xiàn)有的外部環(huán)流反應(yīng)精餾塔(RDC-TBER)通過將聚集在塔頂/塔底的最輕組分/最重組分環(huán)流至另一端來促進反應(yīng)的進行，但未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物依然會經(jīng)過側(cè)線采出的位置從而對側(cè)線產(chǎn)品純度造成不利影響。本文提出了一種外部環(huán)流反應(yīng)隔離壁精餾塔(RDWC-TER)，隔板的設(shè)置使得未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物能夠被限制在隔板的

3、進料一側(cè)和塔的兩端，盡可能的減少了通過側(cè)線采出位置的未轉(zhuǎn)化反應(yīng)物?；谌樗岷图状嫉孽セ磻?yīng)以及棕櫚酸和異丙醇的酯化反應(yīng)，以年總投資(TAC)為目標函數(shù)，通過試差法和最優(yōu)梯度法分別搜索結(jié)構(gòu)變量（公共精餾段塔板數(shù)、公共提餾段塔板數(shù)、隔板兩側(cè)各部分塔板數(shù)、側(cè)線出料的位置）和操作變量（環(huán)流流量、氣相分離比、液相分離比）的最優(yōu)值，得到最優(yōu)的外部環(huán)流反應(yīng)隔離壁精餾塔結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的外部環(huán)流反應(yīng)精餾塔結(jié)構(gòu)。
　　研究結(jié)果顯示，外部環(huán)流反應(yīng)隔離壁精餾