基于參數(shù)分析比較雙反應(yīng)段和單反應(yīng)段外部環(huán)流反應(yīng)精餾塔的性能.pdf

1、過程強(qiáng)化作為一種強(qiáng)有力的能夠大幅降低設(shè)備投資和操作能耗的技術(shù)，能夠?yàn)榘ǚ磻?yīng)和分離操作的化學(xué)過程提供比較靈活的設(shè)計(jì)方案。反應(yīng)精餾作為一種典型的過程強(qiáng)化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)將反應(yīng)操作和分離操作整合到同一個(gè)裝置當(dāng)中。與傳統(tǒng)的先反應(yīng)再分離的過程設(shè)計(jì)相比，反應(yīng)精餾能夠提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，降低設(shè)備投資以及操作費(fèi)用，具有較高的研究價(jià)值。
　　盡管反應(yīng)精餾在穩(wěn)態(tài)性能上優(yōu)于傳統(tǒng)的多級(jí)級(jí)聯(lián)精餾序列，然而其優(yōu)越性會(huì)隨內(nèi)部條件的改變而發(fā)生變化。當(dāng)一類反應(yīng)體系的相

2、對(duì)揮發(fā)度排序具備最不利的情形時(shí)（反應(yīng)物的沸點(diǎn)為最低和最高組分，生成物的沸點(diǎn)為中間組分），反應(yīng)物之間會(huì)由于不能充分接觸而導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率降低從而提高成本。針對(duì)這類情況，相關(guān)公開文獻(xiàn)中有研究人員提出了雙反應(yīng)段反應(yīng)精餾塔(RDC-TRS)和單反應(yīng)段反應(yīng)外部環(huán)流精餾塔(RDC-TBER)這兩類結(jié)構(gòu)。
　　雖然單反應(yīng)段外部環(huán)流反應(yīng)精餾塔相較于雙反應(yīng)段反應(yīng)精餾塔能夠提高塔內(nèi)部的物質(zhì)耦合和能量耦合從而達(dá)到節(jié)能的目的，但這種優(yōu)越性有可能會(huì)隨著進(jìn)料和操作

3、條件的改變而發(fā)生變化。因此本課題力求選取關(guān)鍵參數(shù)，通過改變參數(shù)條件來全面的比較這兩類結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)性能。本文針對(duì)一類具有最不利相對(duì)揮發(fā)度的四元理想可逆放熱反應(yīng)，基于化學(xué)平衡常數(shù)、相對(duì)揮發(fā)度和產(chǎn)物純度這三個(gè)參數(shù)，以年總成本(TAC)為目標(biāo)函數(shù)，通過網(wǎng)格搜索策略對(duì)決策變量循環(huán)搜索來獲得精餾塔的最優(yōu)結(jié)構(gòu)和最佳操作條件。
　　結(jié)果顯示，單反應(yīng)段外部環(huán)流反應(yīng)精餾塔比雙反應(yīng)段反應(yīng)精餾塔在不同的進(jìn)料和操作條件下均有更小的TAC，特別是在參數(shù)的變化使