內(nèi)部熱耦合對(duì)反應(yīng)蒸餾塔動(dòng)態(tài)特性的影響.pdf

1、反應(yīng)蒸餾塔將反應(yīng)過(guò)程和蒸餾過(guò)程結(jié)合在一起，在減少設(shè)備投資的同時(shí)有效提高系統(tǒng)熱力學(xué)效率、降低系統(tǒng)能耗。因其巨大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。
　　 對(duì)于反應(yīng)蒸餾塔系統(tǒng)而言，將反應(yīng)段嚴(yán)格地置于精餾段與提餾段之間往往并非最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，因?yàn)榇藭r(shí)反應(yīng)操作與分離操作間的內(nèi)部耦合潛能并沒(méi)有得到充分挖掘。為便于研究，基于反應(yīng)熱與汽化潛熱的比率，本課題組將反應(yīng)蒸餾塔分為強(qiáng)熱效應(yīng)型、中等熱效應(yīng)型、無(wú)熱效應(yīng)型三類。對(duì)于強(qiáng)熱效應(yīng)反應(yīng)蒸餾塔來(lái)

2、說(shuō)，反應(yīng)段向精餾段/提餾段疊加、調(diào)整進(jìn)料位置以及反應(yīng)段內(nèi)催化劑再分布三項(xiàng)策略可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)操作與分離操作間的內(nèi)部熱耦合。合理地綜合運(yùn)用以上策略能夠有效提高反應(yīng)蒸餾塔的熱力學(xué)效率，同時(shí)改善其動(dòng)態(tài)可控性。然而，有關(guān)單獨(dú)每項(xiàng)內(nèi)部熱耦合策略對(duì)于反應(yīng)蒸餾系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響還沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的研究。本文以理想型強(qiáng)放熱反應(yīng)蒸餾塔和醋酸甲酯反應(yīng)蒸餾塔為例研究了單獨(dú)每項(xiàng)內(nèi)部熱耦合策略對(duì)強(qiáng)放熱反應(yīng)蒸餾系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及可控性的影響。
　　 精餾操作是一個(gè)放熱過(guò)

3、程，提餾操作是一個(gè)吸熱過(guò)程。因此，對(duì)于強(qiáng)放熱反應(yīng)蒸餾塔來(lái)說(shuō)，反應(yīng)操作與提餾操作間的熱耦合有利于系統(tǒng)節(jié)能，稱之為正耦合作用。而反應(yīng)操作與精餾操作間的熱耦合則會(huì)給系統(tǒng)熱負(fù)荷增加負(fù)擔(dān)，稱之為逆耦合作用。研究結(jié)果表明，對(duì)于反應(yīng)段向提餾段疊加、上移下進(jìn)料位置以及反應(yīng)段內(nèi)催化劑再分布三項(xiàng)正耦合措施，提餾段補(bǔ)充適量分離塔板后，系統(tǒng)的熱力學(xué)效率及動(dòng)態(tài)操作特性均得到改善。對(duì)于理想型反應(yīng)蒸餾塔，下移上進(jìn)料位置加強(qiáng)反應(yīng)操作與提餾操作間正耦合作用的同時(shí)引入反應(yīng)