双隔壁反应精馏塔的设计与控制

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。

一种新型双隔壁反应精馏塔及其性能

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。