大型反应精馏塔板上传质过程的模拟 被引量：1

1

作者 宋海华 邬慧雄 马海洪 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期443-446,共4页

为深入研究反应精馏过程,介绍了大型塔板反应精馏的操作过程,并通过对塔板上液体流动分布以及化学反应过程的分析,建立了描述反应精馏过程的二维涡流扩散模型,模型中包括化学反应速率项,并引入液体速度分布函数表示塔板上不均匀速度场... 为深入研究反应精馏过程,介绍了大型塔板反应精馏的操作过程,并通过对塔板上液体流动分布以及化学反应过程的分析,建立了描述反应精馏过程的二维涡流扩散模型,模型中包括化学反应速率项,并引入液体速度分布函数表示塔板上不均匀速度场的影响.利用有限元法求解数学模型,得到了乙酐水合生成乙酸的反应精馏塔板上的浓度分布,并进一步分析了液相速度分布对应精馏效率的影响.研究结果有助于深入理解大型反应精馏塔板上的传质过程. 展开更多

关键词 反应精馏塔 传质过程 液体速度分布函数 有限元法 扩散模型

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双隔壁反应精馏塔的设计与控制 被引量：3

2

作者 张铁权 臧立静 +3 位作者 黄克谨 陈海胜 苑杨 钱行 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期221-226,共6页

以1个反应精馏塔串接2个常规精馏塔的多塔流程为基础,通过过程强化设计了一种双隔壁反应精馏塔(R-DDWDC),左隔壁集成反应操作和分离操作,右隔壁集成2个常规分离操作,二者的有效协作能够显著降低过程的设备投资成本和操作能耗。在稳态设... 以1个反应精馏塔串接2个常规精馏塔的多塔流程为基础,通过过程强化设计了一种双隔壁反应精馏塔(R-DDWDC),左隔壁集成反应操作和分离操作,右隔壁集成2个常规分离操作,二者的有效协作能够显著降低过程的设备投资成本和操作能耗。在稳态设计的基础上,提出了一种R-DDWDC的5点温度控制策略。该温度控制策略能够抑制较大的进料流量和浓度干扰,且具有很小的稳态误差。研究结果验证了采用R-DDWDC可分离具有最不利热力学特性和不利动力学特性的四元反应物系。 展开更多

关键词 双隔壁反应精馏塔 低转化率 低选择性 过程设计 过程控制

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三反应段反应精馏塔三氯甲硅烷制备硅烷的设计与评价 被引量：3

3

作者 王堃 黄克谨 +1 位作者 王韶锋 李铭瑶 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期172-175,177,共5页

提出了一种三应段反应精馏塔(RDC-TRS)来降低复杂的三步连续反应系统的能耗。RDC-TRS将反应系统中的多个反应分布在不同的反应段,强化了系统的内部物质耦合与能量耦合,同时也为整个系统设计提供了更多的自由度。在保证三反应段反应精馏... 提出了一种三应段反应精馏塔(RDC-TRS)来降低复杂的三步连续反应系统的能耗。RDC-TRS将反应系统中的多个反应分布在不同的反应段,强化了系统的内部物质耦合与能量耦合,同时也为整个系统设计提供了更多的自由度。在保证三反应段反应精馏塔、双反应段反应精馏塔(RDC-DRS)和RDC-SRS的总塔板数与总反应段塔板数不变的情况下,通过三氯甲硅烷制备硅烷的歧化反应仿真模拟实验,证明了RDC-TRS相较于RDC-SRS和RDC-DRS可以大幅度降低能量消耗。这表明,对于三步连续反应系统,RDC-TRS的经济效益明显更高。 展开更多

关键词 反应精馏塔 多反应段 内部物质耦合 内部能量耦合

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应用于两步连续可逆反应的新型反应精馏塔的控制 被引量：3

4

作者 夏春英 黄克谨 王韶锋 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期173-176,共4页

设计了一种三回路的浓度控制系统,以合成碳酸二乙酯为例,对RDC-DRS的动态操作进行了研究。采用Aspen Dynamics模拟软件对RDC-DRS控制系统进行闭环仿真研究,结果表明,在对系统施加进料流量扰动和组分扰动时,RDC-DRS控制系统皆表现出了良... 设计了一种三回路的浓度控制系统,以合成碳酸二乙酯为例,对RDC-DRS的动态操作进行了研究。采用Aspen Dynamics模拟软件对RDC-DRS控制系统进行闭环仿真研究,结果表明,在对系统施加进料流量扰动和组分扰动时,RDC-DRS控制系统皆表现出了良好的抗干扰性。与RDC-SRS相比,RDC-DRS的控制效果更好。 展开更多

关键词 反应精馏塔 两阶反应段 动态可控性 连续可逆反应

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一种新型双隔壁反应精馏塔及其性能 被引量：1

5

作者 顾克 陈海胜 +2 位作者 苑杨 钱行 黄克谨 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期202-206,共5页

采用常规反应精馏塔系分离具有最不利相对挥发度排序的四元可逆反应物系会要求反应精馏塔侧线出料具有过低的反应物浓度,这既不利于反应物的转化又增加了系统的能耗。为解决这一问题,可对常规反应精馏塔系做如下改进:从常规精馏塔引出... 采用常规反应精馏塔系分离具有最不利相对挥发度排序的四元可逆反应物系会要求反应精馏塔侧线出料具有过低的反应物浓度,这既不利于反应物的转化又增加了系统的能耗。为解决这一问题,可对常规反应精馏塔系做如下改进:从常规精馏塔引出一条气相物流加热反应精馏塔;在两塔连接物流中引入物质传递操作;将两塔集成于一个塔壳中,由此给出了一种新型的双隔壁反应精馏塔。该双隔壁反应精馏塔能够容忍左隔离壁顶端处轻反应物浓度较高。以四元理想反应物系的分离为例,对常规反应精馏塔系与该双隔壁结构进行比较与分析。结果表明,后者明显优于前者,具有较低的设备投资与操作能耗。基于化学平衡常数和产物摩尔分数进行摄动分析,所得结果也表明该双隔壁反应精馏塔的稳态性能具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 双隔壁反应精馏塔 物质和能量耦合 过程设计 稳态性能 参数分析

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内部热耦合反应精馏塔内乙酸甲酯的合成研究 被引量：4

6

作者 莫雅婧 宁亚南 +2 位作者 马占华 李军 孙兰义 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期131-134,136,共5页

提出了一种应用内部热耦合反应精馏技术合成乙酸甲酯的新工艺流程,即采用内部热耦合反应精馏塔替代常规流程中的反应精馏塔。利用Aspen Plus模拟软件对新工艺流程及常规流程做了模拟分析,比较分析了2种工艺流程塔内气液相组成分布、塔... 提出了一种应用内部热耦合反应精馏技术合成乙酸甲酯的新工艺流程,即采用内部热耦合反应精馏塔替代常规流程中的反应精馏塔。利用Aspen Plus模拟软件对新工艺流程及常规流程做了模拟分析,比较分析了2种工艺流程塔内气液相组成分布、塔内温度分布,并考察了压缩机压缩比对新工艺的影响。结果显示,新工艺流程比常规反应精馏流程节能44.51%,而且新工艺能大幅度地减少CO2排放量。 展开更多

关键词 内部热耦合 反应精馏塔 节能 乙酸甲酯

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定量比较双反应段和外部环流反应精馏塔的性能 被引量：3

7

作者 谢沈强 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期11-17,共7页

虽然单反应段外部环流反应精馏塔(RDC-TBER)相较于双反应段反应精馏塔(RDC-TRS)能够提高塔内部的物质耦合和能量耦合,从而达到节能的目的,但这种优越性有可能会随着进料和操作条件的改变而发生变化。文中针对一类具有最不利相对挥发度... 虽然单反应段外部环流反应精馏塔(RDC-TBER)相较于双反应段反应精馏塔(RDC-TRS)能够提高塔内部的物质耦合和能量耦合,从而达到节能的目的,但这种优越性有可能会随着进料和操作条件的改变而发生变化。文中针对一类具有最不利相对挥发度排序的四元理想可逆放热反应A+BC+D,基于化学平衡常数、相对挥发度和产物纯度这3个参数,以年总成本(TAC)为目标函数,分析比较了不同进料和操作条件下RDC-TBER和RDCTRS的稳态性能。由结果可知,在不同的进料和操作条件下,RDC-TBER较RDC-TRS均具有更小的TAC,证明了RDC-TBER具有更好的适应性。 展开更多

关键词 反应精馏塔 参数分析 双反应段 外部环流 过程强化

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双隔壁反应精馏塔的动态特性分析及控制研究

8

作者 王洁鑫 韩帅帅 +3 位作者 丁晖殿 师丽 李强 苑杨 《现代化工》 2025年第10期265-269,275,共6页

针对具有最不利相对挥发度排序的四元反应物系,依据共强化原理得到的双隔壁反应精馏塔(R-DDWDC)能够实现比单隔壁反应精馏塔(R-SDWDC)更高的热力学效率,但共强化策略的应用对R-DDWDC动态特性及可控性的影响尚不明确。以醋酸和甲醇生成... 针对具有最不利相对挥发度排序的四元反应物系,依据共强化原理得到的双隔壁反应精馏塔(R-DDWDC)能够实现比单隔壁反应精馏塔(R-SDWDC)更高的热力学效率,但共强化策略的应用对R-DDWDC动态特性及可控性的影响尚不明确。以醋酸和甲醇生成醋酸甲酯和水的酯化反应为例,通过对比R-DDWDC与R-SDWDC在浓度控制方案下的表现,系统评估了R-DDWDC的动态特性与可控性。仿真结果显示,R-DDWDC在面对进料流量和组分扰动时展示出优于R-SDWDC的闭环响应性能,且其各控制回路间的耦合也更小。 展开更多

关键词 共强化 双隔壁反应精馏塔 单隔壁反应精馏塔 过程设计 过程控制

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外部环流反应隔离壁精馏塔的综合与设计 被引量：2

9

作者 李文业 黄克谨 吴晨露 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期143-145,147,共4页

提出了一种外部环流反应隔离壁精馏塔,隔板的设置使得未转化的反应物能够被限制在隔板的进料一侧和塔的两端,尽可能地减少通过侧线采出位置的未转化反应物。基于乳酸和甲醇的酯化反应,以年总投资(TAC)为目标函数,分别设计了最优的外部... 提出了一种外部环流反应隔离壁精馏塔,隔板的设置使得未转化的反应物能够被限制在隔板的进料一侧和塔的两端,尽可能地减少通过侧线采出位置的未转化反应物。基于乳酸和甲醇的酯化反应,以年总投资(TAC)为目标函数,分别设计了最优的外部环流反应精馏塔和外部环流反应隔离壁精馏塔。对比结果显示,后者相对前者TAC减小了27.92%。 展开更多

关键词 反应隔离壁精馏塔 外部环流 最不利相对挥发度 过程设计

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碳五隔壁反应精馏预处理工艺模拟及多目标优化 被引量：8

10

作者 石晓青 朱炜玄 +2 位作者 叶昊天 韩志忠 董宏光 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1246-1255,共10页

针对碳五综合利用预处理工段能耗较高的现状,在反应精馏(RD)预处理流程基础上提出了隔壁反应精馏(RDWC)预处理流程。首先,利用化工模拟软件AspenPlus搭建RDWC四塔等效严格模型,并对其进行自由度和单变量分析。在此基础上,以响应面Box-Be... 针对碳五综合利用预处理工段能耗较高的现状,在反应精馏(RD)预处理流程基础上提出了隔壁反应精馏(RDWC)预处理流程。首先,利用化工模拟软件AspenPlus搭建RDWC四塔等效严格模型,并对其进行自由度和单变量分析。在此基础上,以响应面Box-BehnkenDesign(BBD)方法作为模型拟合工具,拟合出目标变量与决策变量之间的函数关系,并对拟合结果进行方差分析(ANOVA)。最后采用基于分解的多目标进化算法(MOEA/D)对RDWC预处理流程进行多目标优化,得到一系列Pareto最优解,选出其中年总成本(TAC)最小的一组解与RD预处理流程进行对比。结果显示:与RD预处理流程相比,RDWC预处理流程可以节约TAC 12.8%,节省再沸器负荷27.8%,选择性也有所提高。 展开更多

关键词 反应精馏 隔壁反应精馏塔 模拟 响应面分析 多目标算法 优化设计

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合成乙酸丁酯的热泵分隔壁反应精馏流程模拟与优化 被引量：3

11

作者 陈丽娟 冯申尧 叶青 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期746-755,共10页

在合成乙酸丁酯的工艺中,将热泵技术用于其分隔壁反应精馏流程。针对这种塔顶、塔釜流股温差较大的体系,基于热泵技术提出了3种不同的分隔壁反应精馏流程,分别为:塔底换热的热泵分隔壁反应精馏流程、带中间换热的热泵分隔壁反应精馏流... 在合成乙酸丁酯的工艺中,将热泵技术用于其分隔壁反应精馏流程。针对这种塔顶、塔釜流股温差较大的体系,基于热泵技术提出了3种不同的分隔壁反应精馏流程,分别为:塔底换热的热泵分隔壁反应精馏流程、带中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程和带预热器及中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程。优化分析这3种精馏流程的能耗和年总费用(TAC),并与常规分隔壁反应精馏流程进行对比。结果表明,热泵技术的应用使分隔壁反应精馏流程的能耗和费用都显著地降低;带预热器和中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程是该合成工艺中反应精馏流程的优化选择;与常规分隔壁反应精馏流程相比,在回收期为8 a时带预热器和中间换热的热泵分隔壁反应精馏流程可以使能耗、CO2排放和年总费用分别降低35.18%、71.53%和35.35%。 展开更多

关键词 乙酸丁酯 分隔壁反应精馏塔 热泵技术 中间换热 节能

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甲基叔戊基醚反应精馏过程的稳态模拟与动态控制 被引量：2

12

作者 亢玉红 张芸刚 +1 位作者 高鑫 李健 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期362-367,共6页

利用Aspen Plus模拟软件对甲基叔戊基醚(TAME)的反应精馏过程进行稳态研究,在设计规定下分别对反应精馏塔、脱C_5塔和精制塔的设计与操作参数进行确定和优化,确定了各塔设备的理论塔板数、最佳进料位置、回流比以及灵敏板温度,并以稳态... 利用Aspen Plus模拟软件对甲基叔戊基醚(TAME)的反应精馏过程进行稳态研究,在设计规定下分别对反应精馏塔、脱C_5塔和精制塔的设计与操作参数进行确定和优化,确定了各塔设备的理论塔板数、最佳进料位置、回流比以及灵敏板温度,并以稳态模拟的设计数据为基础,采用Aspen Dynamics软件考察了进料流量扰动和进料组成扰动的工况。实验结果表明,工艺系统稳态模拟结果完全符合产品质量要求,动态控制结构设计合理,能够满足分离规定设计要求,可为工艺过程的设计、工艺系统的开停车方案与故障诊断提供可靠的技术支持,具有一定的实际工业生产指导意义。 展开更多

关键词 甲基叔戊基醚 反应精馏塔 稳态模拟 动态控制

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过量进料反应隔离壁蒸馏塔的设计与比较 被引量：1

13

作者 朱超 陈海胜 +2 位作者 苑杨 钱行 黄克谨 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期204-207,共4页

采用反应物过量技术克服反应蒸馏塔在分离具有较不利动力学特性的反应混合物时的缺陷,提出针对此类反应精馏的最优蒸馏塔结构设计策略。针对具有较不利相对挥发度排序的四元理想可逆放热反应,分别设计常规反应蒸馏塔(RDC)与采用反应物... 采用反应物过量技术克服反应蒸馏塔在分离具有较不利动力学特性的反应混合物时的缺陷,提出针对此类反应精馏的最优蒸馏塔结构设计策略。针对具有较不利相对挥发度排序的四元理想可逆放热反应,分别设计常规反应蒸馏塔(RDC)与采用反应物进料过量技术的反应隔离壁蒸馏塔(ER-DWDC),并对其稳态性能进行评价。结果显示,反应物中轻组分进料过量的反应隔离壁蒸馏塔能够最大程度强化蒸馏塔内部物质和能量耦合,具有优越的稳态性能,能够显著降低工业分离过程中的设备投资成本和操作能耗。 展开更多

关键词 隔离壁反应精馏塔 进料过量 较不利相对挥发度 过程设计 性能比较

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甲苯氯化连串反应的RD和SRC过程分析与比较 被引量：9

14

作者 丁良辉 汤吉海 +3 位作者 崔咪芬 陈献 薄翠梅 乔旭 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期3277-3284,共8页

侧反应器与精馏塔集成(SRC)是塔内耦合反应精馏(RD)的新拓展,同时适用于反应与精馏处于相同工况和不同工况两种情形。以甲苯氯化连串反应为研究对象,分别建立了RD和SRC过程的数学模型,在相同总塔板数和塔釜上升蒸气量条件下,计算了相同... 侧反应器与精馏塔集成(SRC)是塔内耦合反应精馏(RD)的新拓展,同时适用于反应与精馏处于相同工况和不同工况两种情形。以甲苯氯化连串反应为研究对象,分别建立了RD和SRC过程的数学模型,在相同总塔板数和塔釜上升蒸气量条件下,计算了相同工况下(反应与精馏压力均为101.3kPa),RD与SRC过程的气/液流率、温度、组成分布,发现两者性能具有一致性。在此基础上,以产品氯化苄的生产成本为目标函数、标志系统产能的氯气进料流率和分配比例为优化变量,对甲苯氯化连串反应的相同工况RD与SRC过程、不同工况SRC过程(反应压力为101.3kPa、精馏压力为10kPa)进行优化,结果表明,相同压力工况下,优化得到的RD与SRC的装置产能与产品质量一致;但在不同压力工况下,SRC的产能明显提升、产品质量也有所提高,反映出不同工况SRC明显的优势。 展开更多

关键词 反应精馏 侧反应器-精馏塔集成系统 甲苯氯化 性能分析

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