合成乙酸丁酯的热泵分隔壁反应精馏流程模拟与优化

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%。

复杂精馏构型的可控性研究

热泵辅助反应分隔壁精馏塔(HP-RDWC)将热泵技术与反应分隔壁塔相结合,集成了两种过程强化技术的优势。但由于HP-RDWC具有强耦合性和强非线性等特点,其控制方案的设计一直是研究重点之一。以HP-RDWC生产乙酸甲酯过程为研究案例,基于稳态过程的可控性指数筛选出兼具稳定性和鲁棒性的基础控制结构,为HP-RDWC的工业应用提供理论基础。