乙酸甲酯隔離壁反應蒸餾塔外部環(huán)流系統(tǒng)的設計與比較.pdf

1、化學工業(yè)作為當今社會高消耗、重污染的產(chǎn)業(yè)，如何實現(xiàn)節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟一直以來是國家實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所關注的重要問題，解決資源緊張、能源短缺和環(huán)境污染等難題，無論是對科研事業(yè)還是實際應用都有著重大意義。其中，反應精餾作為一種耦合的反應與分離過程，在平衡限制的化學反應過程中得到了廣泛的應用。
　　雖然傳統(tǒng)反應蒸餾塔在節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品的選擇性以及反應物的轉化率方面有一定優(yōu)勢，但是針對不同相對揮發(fā)度排序的反應系統(tǒng)，由于存在結構缺陷，即將反

2、應與分離操作置于同一個單元內(nèi)，通常情況下，未反應完全的反應物質(zhì)很難再次回到反應段進行充分反應，進而降低了系統(tǒng)性能，例如，當采用常規(guī)反應蒸餾塔分離具有較不利相對揮發(fā)度排序的四元反應物系時，未轉化的最重組分會堆積在塔底，未轉化的次輕組分會聚集在塔的中部，進而影響反應的轉化率。
　　為解決這個問題，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物環(huán)流回到反應段。第二種是只將堆積在反應段頂部的次輕的反應物環(huán)流回到

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