乙酸甲酯隔離壁反應(yīng)蒸餾塔外部環(huán)流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與比較.pdf

1、化學(xué)工業(yè)作為當(dāng)今社會(huì)高消耗、重污染的產(chǎn)業(yè)，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟(jì)一直以來是國家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所關(guān)注的重要問題，解決資源緊張、能源短缺和環(huán)境污染等難題，無論是對(duì)科研事業(yè)還是實(shí)際應(yīng)用都有著重大意義。其中，反應(yīng)精餾作為一種耦合的反應(yīng)與分離過程，在平衡限制的化學(xué)反應(yīng)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　雖然傳統(tǒng)反應(yīng)蒸餾塔在節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品的選擇性以及反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率方面有一定優(yōu)勢(shì)，但是針對(duì)不同相對(duì)揮發(fā)度排序的反應(yīng)系統(tǒng)，由于存在結(jié)構(gòu)缺陷，即將反

2、應(yīng)與分離操作置于同一個(gè)單元內(nèi)，通常情況下，未反應(yīng)完全的反應(yīng)物質(zhì)很難再次回到反應(yīng)段進(jìn)行充分反應(yīng)，進(jìn)而降低了系統(tǒng)性能，例如，當(dāng)采用常規(guī)反應(yīng)蒸餾塔分離具有較不利相對(duì)揮發(fā)度排序的四元反應(yīng)物系時(shí)，未轉(zhuǎn)化的最重組分會(huì)堆積在塔底，未轉(zhuǎn)化的次輕組分會(huì)聚集在塔的中部，進(jìn)而影響反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。
　　為解決這個(gè)問題，本文提出了三種不同的外部環(huán)流解決方案。第一種是只將堆積在塔底的最重的反應(yīng)物環(huán)流回到反應(yīng)段。第二種是只將堆積在反應(yīng)段頂部的次輕的反應(yīng)物環(huán)流回到

3、反應(yīng)段。第三種是同時(shí)將堆積在塔底的最重的反應(yīng)物和堆積在反應(yīng)段頂部的次輕的反應(yīng)物環(huán)流回到反應(yīng)段。需要指出的是，為實(shí)現(xiàn)將堆積在反應(yīng)段頂部的次輕的反應(yīng)物環(huán)流回到反應(yīng)段的目的，必須在反應(yīng)蒸餾塔內(nèi)部設(shè)置一塊垂直的隔離壁，即形成隔離壁反應(yīng)蒸餾塔。本文以乙酸和甲醇的酯化反應(yīng)為實(shí)例，按照上述三種不同的環(huán)流方案分別設(shè)計(jì)了三個(gè)不同外部環(huán)流形式的隔離壁反應(yīng)蒸餾塔，并就這三種系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行了比較分析。
　　結(jié)果顯示，雙環(huán)流隔離壁反應(yīng)蒸餾塔的系統(tǒng)性能優(yōu)