甲基丙烯酸丁酯反应精馏节能工艺设计

1

作者 陈自浩 韩春瑞 +3 位作者 张博宇 刘恒 孙富伟 靳凤英 《现代化工》 北大核心 2025年第9期218-222,228,共6页

为了解决传统甲基丙烯酸丁酯间歇生产工艺产率低且产物分离困难的问题,基于钛酸四丁酯催化反应动力学和热力学数据,设计甲基丙烯酸丁酯反应精馏生产工艺。通过单因素分析优化确定最优操作条件,得到甲基丙烯酸甲酯转化率99.12%,单位产品... 为了解决传统甲基丙烯酸丁酯间歇生产工艺产率低且产物分离困难的问题,基于钛酸四丁酯催化反应动力学和热力学数据,设计甲基丙烯酸丁酯反应精馏生产工艺。通过单因素分析优化确定最优操作条件,得到甲基丙烯酸甲酯转化率99.12%,单位产品能耗为813.71 kJ/kg的结果。为了进一步降低过程能耗,采用隔壁塔节能技术进行工艺集成,建立反应精馏隔壁塔工艺流程。通过对2种工艺进行详细对比,结果表明,反应精馏隔壁塔生产甲基丙烯酸丁酯过程中能耗降低17.0%,具有显著节能优势,为后续工艺放大提供指导。 展开更多

关键词 甲基丙烯酸丁酯 反应精馏 反应精馏隔壁塔 节能 单因素分析

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反应精馏隔壁塔提纯乳酸工艺研究 被引量：1

2

作者 窦欣宇 刘沙 +1 位作者 姚洪 王红星 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期225-229,共5页

以反应精馏隔壁塔替换传统的反应精馏塔,形成了新型双向反应精馏隔壁塔提纯乳酸工艺,并通过灵敏度分析和遗传算法对工艺流程进行了优化,优化后的反应精馏隔壁塔工艺与传统反应精馏工艺相比年度总费用减少10.15%,CO_(2)排放速率降低31.7... 以反应精馏隔壁塔替换传统的反应精馏塔,形成了新型双向反应精馏隔壁塔提纯乳酸工艺,并通过灵敏度分析和遗传算法对工艺流程进行了优化,优化后的反应精馏隔壁塔工艺与传统反应精馏工艺相比年度总费用减少10.15%,CO_(2)排放速率降低31.75%,乳酸收率提升4.68%。 展开更多

关键词 反应精馏隔壁塔 乳酸 遗传算法 优化

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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

3

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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反应精馏隔壁塔水解醋酸甲酯的控制研究 被引量：13

4

作者 孙兰义 张月明 +3 位作者 周辉 杨德连 李军 李青松 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1194-1200,共7页

在稳态模拟的基础上,研究了醋酸甲酯水解的反应精馏隔壁塔的控制策略。首先利用Aspen Plus软件模拟并优化了该工艺,得到最优操作条件;通过稳态敏感性分析得到各塔板温度的相对增益,由非方相对增益矩阵法选择控制变量及相对增益矩阵法确... 在稳态模拟的基础上,研究了醋酸甲酯水解的反应精馏隔壁塔的控制策略。首先利用Aspen Plus软件模拟并优化了该工艺,得到最优操作条件;通过稳态敏感性分析得到各塔板温度的相对增益,由非方相对增益矩阵法选择控制变量及相对增益矩阵法确定操纵变量与被控变量的控制关系,以降低系统的耦合程度;采用继电反馈法整定比例积分控制器参数后,最终在AspenDynamics平台上对动态控制进行了模拟。模拟结果表明,通过3个温度控制回路(水进料量控制主塔第28块塔板温度、主塔塔底再沸器热负荷控制主塔第21块塔板温度、侧线塔塔顶回流量控制侧线塔第11块塔板温度),可较好地控制醋酸甲酯水解的化学计量平衡,且产品质量要求与设计值之间的偏差不大于0.01%。 展开更多

关键词 反应精馏隔壁塔 醋酸甲酯 水解反应 模拟与优化 过程控制 ASPEN PLUS软件

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精馏塔设备的设计与节能研究进展 被引量：11

5

作者 李红海 姜奕 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第A01期14-18,共5页

精馏过程是化工过程中最耗能的过程之一。本文总结了常规精馏塔,反应精馏塔以及分隔壁精馏塔这几种类型精馏塔的研究进展。常规精馏塔的研究仍在进行,并主要体现在算法的改进与新算法的提出,以及常规精馏塔在化工高等教学的重要作用上,... 精馏过程是化工过程中最耗能的过程之一。本文总结了常规精馏塔,反应精馏塔以及分隔壁精馏塔这几种类型精馏塔的研究进展。常规精馏塔的研究仍在进行,并主要体现在算法的改进与新算法的提出,以及常规精馏塔在化工高等教学的重要作用上,指出了反应精馏塔和分隔壁精馏塔是近几年精馏塔设计方面的研究热点,如反应精馏塔的模型、求解方法等,分隔壁精馏塔是一种全新的概念因而并未系统化,但却能够明显节省设备投资,并具有良好的节能前景,尤其是在与反应精馏结合后效果特别明显。文章最后对精馏塔的未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 蒸馏 设计 反应精馏 节能 分隔壁精馏塔

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反应精馏隔壁塔内合成乙酸甲酯的模拟 被引量：6

6

作者 孙兰义 杨德连 +1 位作者 李军 李青松 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期19-22,共4页

提出了一种应用反应精馏隔壁塔合成乙酸甲酯的新工艺流程,采用反应精馏隔壁塔替代常规反应精馏流程中的反应精馏塔及甲醇回收塔。利用Aspen Plus模拟软件,对反应精馏隔壁塔及常规流程进行了模拟,比较分析了两种流程塔内液相组成分布,并... 提出了一种应用反应精馏隔壁塔合成乙酸甲酯的新工艺流程,采用反应精馏隔壁塔替代常规反应精馏流程中的反应精馏塔及甲醇回收塔。利用Aspen Plus模拟软件,对反应精馏隔壁塔及常规流程进行了模拟,比较分析了两种流程塔内液相组成分布,并分析了塔顶回流比与气相分配比对反应精馏隔壁塔的影响。结果显示新流程可以节能11.9%,并能降低设备投资费用和操作费用。 展开更多

关键词 反应精馏隔壁塔 乙酸甲酯 合成 节能

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反应精馏应用于差压热耦合精馏技术的模拟 被引量：7

7

作者 孙兰义 宁亚南 +1 位作者 刘雪暖 李军 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期149-153,共5页

将差压热耦合反应精馏塔应用于乙酸甲酯的合成,利用Aspen Plus软件建立了模型并进行了流程模拟。对提出的工艺进行了单变量分析,进一步确定了各个变量的最佳值。在此基础上,对差压热耦合反应精馏流程的能耗、CO_2排放量方面与常规反应... 将差压热耦合反应精馏塔应用于乙酸甲酯的合成,利用Aspen Plus软件建立了模型并进行了流程模拟。对提出的工艺进行了单变量分析,进一步确定了各个变量的最佳值。在此基础上,对差压热耦合反应精馏流程的能耗、CO_2排放量方面与常规反应精馏流程进行了全面的分析与比较。结果表明,与传统流程相比,差压热耦合流程可节能达58.79%,并有很好的减排效果。 展开更多

关键词 差压热耦合精馏塔 反应精馏 节能减排

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催化蒸馏合成丙二醇乙醚 被引量：6

8

作者 许锡恩 宋少光 李海军 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期209-212,共4页

提出了在ＮＫＣ－１号催化剂上用催化蒸馏由环氧丙烷和乙醇合成丙二醇乙醚的方法和流程，考察了塔的操作压力、进料量和进料中乙醇／环氧丙烷摩尔比对环氧丙烷转化率、丙二醇乙醚收率和选择性的影响，给出了过程的最适宜操作条件。

关键词 丙二醇乙醚 催化蒸馏 反应蒸馏 反应器

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共沸-反应精馏隔壁塔制备乙酸乙酯的实验与模拟研究 被引量：4

9

作者 李春利 董立会 +2 位作者 马帅明 姜挺 闫磊 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期197-200,共4页

针对反应精馏中部分物系存在反应物与生成物相对挥发度较小、难以分离的问题,提出共沸-反应精馏隔壁塔结构。以酯化法制备乙酸乙酯为研究对象,对共沸-反应精馏隔壁塔的操作性能进行了分析。在搭建的1套反应精馏隔壁塔实验装置内进行了... 针对反应精馏中部分物系存在反应物与生成物相对挥发度较小、难以分离的问题,提出共沸-反应精馏隔壁塔结构。以酯化法制备乙酸乙酯为研究对象,对共沸-反应精馏隔壁塔的操作性能进行了分析。在搭建的1套反应精馏隔壁塔实验装置内进行了相应的实验研究,并用Aspen Plus进行了模拟,模拟结果与实验结果一致性良好;对共沸剂用量、液相分配比、塔顶回流比以及原料乙酸质量分数等因素的影响进行了模拟研究;对共沸-反应精馏隔壁塔进行了节能分析。与传统反应精馏相比,共沸-反应精馏隔壁塔可实现重组分乙酸和中间组分水的清晰分离,有效避免中间组分的返混,提高热力学效率。 展开更多

关键词 反应精馏隔壁塔 乙酸乙酯 模拟 节能

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应用反应精馏法生产高纯度醋酸甲酯的实验研究Ⅰ．间歇反应精馏 被引量：6

10

作者 黄传绪 史益强 郭浩华 《中国药科大学学报》 CSCD 北大核心 1994年第3期181-183,共3页

报道以甲醇和醋酸为原料，应用反应精馏法生产高纯度醋酸甲酯的实验结果，并对影响转化率和产品纯度的主要因素进行探讨。与文献报道的国外装置相比，本实验装置结构简单。

关键词 精馏 醋酸甲酯 持液量 填料塔

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异戊烯和甲醇在反应蒸馏柱中醚化 被引量：1

11

作者 陈鸿博 林贻基 +3 位作者 古萍英 蔡云 王明盛 廖代伟 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期417-420,共4页

研究异戊烯和甲醇在反应蒸馏柱中以苯磺酸阳离子交换树脂为催化剂 ,在 40～ 80℃醚化的转化率随反应条件的变化。结果表明 ,在 6 9℃、n(异戊烯 ) /n(甲醇 ) =1/1.2时 ,异戊烯醚化反应的转化率最高 ;

关键词 异戊烯 醚化 反应蒸馏柱 甲醇 苯磺酸 催化剂

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应用反应精馏法生产高纯度醋酸甲酯的实验研究Ⅱ.半连续反应精馏 被引量：3

12

作者 郭浩华 金万勤 +1 位作者 史益强 黄传绪 《中国药科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第10期632-635,共4页

以醋酸和甲醇为原料,应用半连续反应精馏法生产高纯度醋酸甲酯,并对影响产品纯度的几个主要参效及操作条件(包括催化剂浓度、醋酸和甲醇的摩尔比、进料速率、回流比)进行了探讨。

关键词 半连续法 反应精馏 醋酸甲酯

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单环流反应隔离壁蒸馏塔的设计与控制 被引量：1

13

作者 马超 吴晨露 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期21-26,共6页

提出了一种单环流反应隔离壁蒸馏塔,基于合成乙酸甲酯的酯化反应,以全年总投资(TAC)为目标函数,设计了最优的单环流反应隔离壁蒸馏塔结构,采用两点温度控制策略研究了单环流反应隔离壁蒸馏塔的动态性能。结果表明:相比于外部环流反应蒸... 提出了一种单环流反应隔离壁蒸馏塔,基于合成乙酸甲酯的酯化反应,以全年总投资(TAC)为目标函数,设计了最优的单环流反应隔离壁蒸馏塔结构,采用两点温度控制策略研究了单环流反应隔离壁蒸馏塔的动态性能。结果表明:相比于外部环流反应蒸馏塔,单环流反应隔离壁蒸馏塔的设备投资费用降低了0.63%,操作费用降低了11.62%,TAC减少了7.86%。对于进料流量以及进料组分的扰动影响,两点温度控制能够使得产品浓度能够在很短的时间内恢复到误差允许范围内的稳定值,表明该控制策略能够有效应对进料流量以及进料组分的扰动。 展开更多

关键词 反应隔离壁蒸馏塔 单环流 过程设计 动态控制

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隔壁反应精馏技术进展 被引量：15

14

作者 凌笑媚 郑伟跃 +1 位作者 王晓达 邱挺 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2776-2786,共11页

隔壁反应精馏技术是近年来受到广泛关注的化工过程强化技术之一,兼具隔壁塔技术能耗低、占地少、投资省与传统反应精馏技术转化率高、选择性好等优点,可实现反应与分离过程的有机耦合。本文在回顾反应精馏及隔壁塔工艺技术发展的基础上... 隔壁反应精馏技术是近年来受到广泛关注的化工过程强化技术之一,兼具隔壁塔技术能耗低、占地少、投资省与传统反应精馏技术转化率高、选择性好等优点,可实现反应与分离过程的有机耦合。本文在回顾反应精馏及隔壁塔工艺技术发展的基础上,介绍了隔壁反应精馏技术的发展概况,综述了隔壁反应精馏工艺在实验与模拟、塔内件结构和控制设计3个方面近年来的研究新进展,简要分析了该技术在工业化进程中存在的阻碍以及目前仍存在的问题,总结了隔壁反应精馏技术今后主要的研究方向是对多组分反应体系的应用扩展以及对隔壁反应精馏塔的控制结构的进一步优化,同时还展望了该技术在生物柴油、醚类等可再生能源的制备以及石油炼制和液化气深加工领域内拥有广阔的发展前景。 展开更多

关键词 隔壁反应精馏 反应精馏 隔壁塔 节能 精馏

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乙酰丙酸乙酯的反应精馏模型及隔壁塔节能优化设计 被引量：4

15

作者 韩文韬 韩振为 +2 位作者 李洪 高鑫 李鑫钢 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1759-1769,共11页

乙酰丙酸乙酯是一种潜在的生物质基平台化合物,在工业上具有很高的应用价值。乙酰丙酸乙酯传统的生产方法主要为间歇反应法,效率较低,产物分离困难且工艺流程较长。因此,本文提出了反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯,在以中试实验结果为依... 乙酰丙酸乙酯是一种潜在的生物质基平台化合物,在工业上具有很高的应用价值。乙酰丙酸乙酯传统的生产方法主要为间歇反应法,效率较低,产物分离困难且工艺流程较长。因此,本文提出了反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯,在以中试实验结果为依据的基础上,使用Aspen Plus模拟软件建立了工艺流程,并考察了回流比、进料位置、进料摩尔比以及理论塔板数等关键参数,得到了常规单塔反应精馏工艺生产乙酰丙酸乙酯的最优配置。而后,为了得到纯度大于99.9%的乙酰丙酸乙酯,本文进一步提出了反应精馏双塔精制流程以及反应精馏隔壁塔流程,并通过对两种流程所得到的产品纯度以及能耗的对比,验证了反应精馏隔壁塔工艺生产乙酰丙酸乙酯的有效性以及在节能方面较大的优势。 展开更多

关键词 反应精馏隔壁塔 反应精馏 优化 模拟

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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

16

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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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

17

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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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

18

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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乙酸甲酯外部环流隔离壁反应蒸馏塔的设计与比较 被引量：2

19

作者 熊小然 苑杨 +3 位作者 陈海胜 张亮 王韶锋 黄克谨 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期148-151,共4页

选择了3种不同的外部环流设计并采用隔离壁蒸馏塔的拓扑结构。以乙酸和甲醇酯化反应生成乙酸甲酯和水反应体系为例,分别设计了底部-中部环流隔离壁反应蒸馏塔、中部-中部环流隔离壁反应蒸馏塔和双环流隔离壁反应蒸馏塔,并对其稳态性能... 选择了3种不同的外部环流设计并采用隔离壁蒸馏塔的拓扑结构。以乙酸和甲醇酯化反应生成乙酸甲酯和水反应体系为例,分别设计了底部-中部环流隔离壁反应蒸馏塔、中部-中部环流隔离壁反应蒸馏塔和双环流隔离壁反应蒸馏塔,并对其稳态性能进行了分析与比较。结果显示,双环流隔离壁反应蒸馏塔能够最大限度地强化内部物质和能量耦合,因而拥有最佳的稳态性能。 展开更多

关键词 隔离壁反应蒸馏塔 较不利相对挥发度 外部环流 过程设计 性能比较

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双隔壁反应精馏塔的设计与控制 被引量：3

20

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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