外部環(huán)流強化乙酸丁酯反應隔離壁蒸餾塔.pdf

1、在化工傳質與分離領域中，反應精餾能較大程度的提高反應分離過程的效率，是一種有效的過程耦合方式，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。但是從目前的研究來看，并不是所有的反應體系都具有提高反應效率和降低年總投資的這些優(yōu)勢，關于一些特定的反應體系，反應精餾技術存在著很大的缺陷。例如，針對相對揮發(fā)度次序為較不利的四元可逆反應體系（反應物為次輕和最重，產物為最輕和次重），在使用常規(guī)反應蒸餾塔(CRDC)進行分離時，未轉化的反應物會隨著產物逐漸流向塔頂和塔底并且不斷

2、積累，造成了塔內的反應混合物不能完全的接觸，對分離過程產生了不利的影響，這些問題不是單純的改變塔板數就能解決的。
　　為解決這些問題，考慮到反應蒸餾塔(RDC)的結構對它的分離效果影響極大，本文設計提出了兩種外部環(huán)流反應隔離壁蒸餾塔(RDWC-ER)結構:中部環(huán)流反應隔離壁蒸餾塔(RDWC-ERMR)和底部-中部環(huán)流雙反應段隔離壁蒸餾塔(RDWC-TRSERBR)。在RDWC-ERMR和RDWC-TRSERBR中，隔離壁的設置可以

3、使得反應物在塔內的公共精餾段和公共提餾段進行再分離;環(huán)流的設置可以使得RDWC-ERMR隔離壁右側的反應物引回至隔離壁左側反應段進行反應，也可以將RDWC-TRSERBR塔底的最重反應物引回至隔離壁右側的反應段與較輕反應物進行反應，能夠減少塔內反應物的積累，提高反應的轉化率，物質、能量耦合作用更加顯著，具有更好的穩(wěn)態(tài)效果?；谝宜岫□ヅc乙醇的轉酯反應，使用化工流程模擬軟件Aspen Plus，分別以年總投資(TAC)和再沸器熱負荷(Qr

4、eb)為目標函數對兩種結構的設計變量進行優(yōu)化，得到最優(yōu)設計結構，分析其塔內的液相摩爾分布、溫度規(guī)律及反應速率，并與CRDC的經濟性能進行比較評估。
　　研究結果表明，RDWC-ERMR和RDWC-TRSERBR的反應速率明顯高于CRDC，反應段所需的塔板數更少，具有良好的分離效果;同時，RDWC-ERMR和RDWC-TRSERBR的TAC顯著降低，具有更好的經濟性能。因此，在分離相對揮發(fā)度次序為較不利的四元可逆反應體系，能夠首先選