基于塔板組成線的反應(yīng)精餾綜合策略研究.pdf

1、本文從塔板組成線法進(jìn)行精餾的初步設(shè)計(jì)出發(fā)，利用剩余曲線、精餾線、操作葉、塔板組成線、反應(yīng)空間等線圖，對(duì)能否將反應(yīng)引入精餾過程、是否需要增加非反應(yīng)精餾段以達(dá)到完全分離的目的、如何得到最佳可行設(shè)計(jì)方案等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，具體內(nèi)容如下： (1)深入研究了剩余曲線、精餾線、夾點(diǎn)曲線、操作葉的一般性質(zhì)，完善了常規(guī)精餾塔板組成線圖解設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。同時(shí)，為將塔板組成線設(shè)計(jì)法引入反應(yīng)精餾過程，推導(dǎo)了普遍化的轉(zhuǎn)換組成變量，并研究了不同反應(yīng)類型

2、的反應(yīng)空間形式，以判斷反應(yīng)精餾過程是否需增加非反應(yīng)精餾段。 (2)根據(jù)塔板組成線的定義，推導(dǎo)了常規(guī)精餾塔板組成線的基本方程和全塔物料衡算方程，在對(duì)塔板組成線圖研究的基礎(chǔ)上給出了塔板組成線的作圖規(guī)則，提出了常規(guī)精餾塔板組成線設(shè)計(jì)策略，并通過理想和非理想(共沸精餾)體系的設(shè)計(jì)實(shí)例驗(yàn)證了該策略的有效性。 (3)基于普遍化的轉(zhuǎn)換組成變量，推導(dǎo)了反應(yīng)精餾塔各塔段的反應(yīng)塔板組成線方程以及設(shè)計(jì)可行性方程，并定義了參考組分無因次變量和轉(zhuǎn)

3、換組成平衡常數(shù)。在此基礎(chǔ)上，提出了給定進(jìn)料和一個(gè)目標(biāo)產(chǎn)品組成的塔板組成線反應(yīng)精餾設(shè)計(jì)新策略，并對(duì)理想反應(yīng)精餾體系進(jìn)行了實(shí)例設(shè)計(jì)研究。 (4)以塔板組成線反應(yīng)精餾設(shè)計(jì)策略為核心，提出了基于塔板組成線的反應(yīng)精餾綜合策略，并對(duì)高度非理想的MTBE反應(yīng)精餾體系進(jìn)行實(shí)例研究，以驗(yàn)證該策略的有效性。提出的基于塔板組成線的反應(yīng)精餾綜合策略為：①確定反應(yīng)體系和設(shè)計(jì)要求，收集物性數(shù)據(jù)；②采用剔除規(guī)則判斷該體系是否需要采用反應(yīng)精餾技術(shù)；③對(duì)該過程的

4、反應(yīng)精餾工藝和常規(guī)生產(chǎn)工藝進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，進(jìn)一步確定是否需采用反應(yīng)精餾技術(shù)；④利用反應(yīng)空間的知識(shí)判斷該體系是否需要增加非反應(yīng)精餾段，確定出集成的反應(yīng)精餾塔結(jié)構(gòu)；⑤確定設(shè)計(jì)變量，利用操作葉判斷該過程采用反應(yīng)精餾的熱力學(xué)可行性；⑥對(duì)可行的反應(yīng)精餾體系，采用本文提出的反應(yīng)精餾塔板組成線設(shè)計(jì)策略獲得多組可行設(shè)計(jì)方案；⑦采用可行區(qū)中心法對(duì)眾多可行設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步優(yōu)選；⑧利用反應(yīng)精餾過程模擬軟件對(duì)優(yōu)選方案進(jìn)行模擬；⑨以一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境目標(biāo)，對(duì)剩余的較