碳酸二甲酯反應(yīng)精餾塔過程強(qiáng)化的綜合設(shè)計(jì)與控制.pdf

1、化工生產(chǎn)中,反應(yīng)和分離兩種操作通常分別在兩類單獨(dú)的設(shè)備中進(jìn)行,而反應(yīng)精餾則是把反應(yīng)過程和分離過程結(jié)合為一體的有效的工業(yè)流程,對于可逆反應(yīng)的反應(yīng)分離過程提供了很好的強(qiáng)化方法。針對反應(yīng)精餾塔,我們可以通過精餾塔內(nèi)部的過程強(qiáng)化設(shè)計(jì)來減少它的耗能,并且提高它的操作性能,過程強(qiáng)化主要包括熱耦合和物質(zhì)耦合。
　　 反應(yīng)精餾塔按照反應(yīng)熱的不同可以分為三類:無熱反應(yīng)精餾塔、中等熱效應(yīng)反應(yīng)精餾塔、大量熱效應(yīng)反應(yīng)精餾塔。對于大量熱效應(yīng)反應(yīng)精餾塔,過

2、程強(qiáng)化主要需要考慮反應(yīng)精餾塔內(nèi)部的熱耦合；對于無熱反應(yīng)精餾塔,過程強(qiáng)化主要需要考慮反應(yīng)精餾塔內(nèi)部的物質(zhì)耦合；對于中等熱效應(yīng)反應(yīng)精餾塔,過程強(qiáng)化不僅要考慮塔內(nèi)的熱耦合,還要考慮塔內(nèi)的物質(zhì)耦合情況。對于大量熱效應(yīng)反應(yīng)精餾塔,很多學(xué)者對其強(qiáng)化內(nèi)部熱耦合進(jìn)行了廣泛深刻的研究,但是在無熱反應(yīng)精餾塔和中等熱效應(yīng)反應(yīng)精餾塔領(lǐng)域,研究者尚屬少數(shù)。研究表明,反應(yīng)段與精餾段耦合、反應(yīng)段與提餾段耦合、改變反應(yīng)物進(jìn)料位置、改變催化劑在反應(yīng)段內(nèi)的分布狀態(tài)這四種方

3、法可以有效地強(qiáng)化反應(yīng)精餾系統(tǒng)內(nèi)部的耦合。本文以碳酸二甲酯反應(yīng)精餾塔為例,通過以上四種方法研究具有中等熱效應(yīng)的反應(yīng)精餾塔的強(qiáng)化內(nèi)部耦合對精餾塔靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的影響,反應(yīng)精餾過程通過Aspen Plus軟件進(jìn)行建模和仿真。
　　 研究結(jié)果表明:對于碳酸二甲酯反應(yīng)精餾塔,過程強(qiáng)化不僅可以改善系統(tǒng)的靜態(tài)特性、減少再沸器熱負(fù)荷帶來的系統(tǒng)能耗以及精餾塔的年度總投入費(fèi)用,并且可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,增強(qiáng)其可控性。這個(gè)結(jié)論可以推廣應(yīng)用于其他大部