以反應精餾為主體的反應-分離集成系統(tǒng)綜合策略的研究.pdf

1、該文通過分析現(xiàn)有反應精餾設計方法的局限性,從反應精餾的初步設計出發(fā),利用剩余曲線、操作線等概念,運用可得區(qū)法與穩(wěn)態(tài)分析法兩種方法,詳細研究了反應/集成系統(tǒng)與傳統(tǒng)的反應、分離流程在熱力學與動力學方面的區(qū)別、如何運用可得區(qū)法判斷實際流程采用集成方式的可行性,以及采用靜態(tài)分別、如何運用可得區(qū)法判斷實際流程采用集成方式的可行性,以及采用靜態(tài)分析法生成并篩選過程流程結(jié)構(gòu)等問題,提出了以反應精餾為主體的反應/分離集成系統(tǒng)初步設計的過程綜合策略.(1

2、)若研究體系為連串反應、可逆反應和產(chǎn)物對反應有抑制作用的生物反應過程,尤其是放熱量較大的反應,則可以初步考慮采用反應/分離集成系統(tǒng).(2)分析體系操作條件,若反應和分離體系具有相近的操作溫度和壓力,則可直接采用集成方式.若操作壓力不同,建議分段控制;若各組分沸點相差較大,則可采用反應氣提方式.(3)利用作者給出的模型方程及可得區(qū)法,構(gòu)建反應/分離集成體系的可得區(qū),據(jù)此判斷可行性,進而確定流程結(jié)構(gòu)的基本要求.若反應為A-B形式,且反應為一

3、級動力學,則當反應物的正向反應速率常數(shù)與分離常數(shù)之比(即無因次參數(shù)Φ)大于5時確定其可行.(4)采用穩(wěn)態(tài)分析法對整個進料區(qū)域分區(qū),產(chǎn)生詳細的流程方案,并在滿足流程結(jié)構(gòu)基本要求的基礎上,篩選合理的流程結(jié)構(gòu).(5)結(jié)合體系具體任務,給出約束條件,對流程結(jié)構(gòu)進行數(shù)學模擬與優(yōu)化,求得對應一定經(jīng)濟目標的最適宜流程和設計參數(shù).(6)對于熱效應顯著的放熱反應,如果以降低能耗為主要目標,其反應/分離集成結(jié)構(gòu)可采用混合整數(shù)非線性規(guī)劃等優(yōu)化技術(shù)加以確定.通