強化內(nèi)部熱耦合——高純度乙二醇反應(yīng)蒸餾塔的綜合、設(shè)計與控制.pdf

1、反應(yīng)蒸餾塔把反應(yīng)操作和分離操作集成在一個裝置內(nèi)，有很大的節(jié)能潛力和經(jīng)濟效益。目前有些反應(yīng)蒸餾塔確實比常規(guī)過程優(yōu)越，但它們卻并不是最優(yōu)設(shè)計，而且還相差甚遠(yuǎn)。其根本原因在于沒有充分挖掘過程強化的效果，沒有合理的將反應(yīng)操作和蒸餾操作有機地結(jié)合起來。為了能最大限度地挖掘出反應(yīng)蒸餾塔的潛力，必須運用強化型設(shè)計方法。 根據(jù)反應(yīng)熱與汽化熱比值的大小，反應(yīng)蒸餾塔可以分為大量熱效應(yīng)、少量熱效應(yīng)、無熱效應(yīng)三類。對含有大量熱效應(yīng)的反應(yīng)蒸餾塔，黃克謹(jǐn)?shù)?/p>

2、人提出了強化內(nèi)部熱耦合的過程強化型綜合設(shè)計原理，不僅能有效的減少反應(yīng)蒸餾塔的能量消耗和固定資產(chǎn)投資，還能顯著地改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。但對于存在副反應(yīng)的復(fù)雜反應(yīng)蒸餾塔，還沒有研究強化內(nèi)部熱耦合的影響。而我們知道工業(yè)中的反應(yīng)大都是存在副反應(yīng)的，在這些反應(yīng)中，必須保持反應(yīng)的高選擇性。因此，本文選擇環(huán)氧乙烷水合法生產(chǎn)高純度乙二醇反應(yīng)蒸餾塔來研究強化內(nèi)部熱耦合的效果。高純度乙二醇反應(yīng)蒸餾塔不僅反應(yīng)物之間的相對揮發(fā)度較大，有嚴(yán)重的非線性，而且還存在串

3、級式副反應(yīng)，需要保持反應(yīng)的高選擇性。這些都會給強化內(nèi)部熱耦合帶來很大的挑戰(zhàn)。 雖然高純度乙二醇反應(yīng)蒸餾塔具有不利的物化性質(zhì)，強化內(nèi)部熱耦合仍然減少了反應(yīng)蒸餾塔的能量消耗，降低了操作費用，還改善了系統(tǒng)的可控性和可操作性。 所有的研究結(jié)果表明：不管是放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、串行反應(yīng)、并行反應(yīng)，還是串并行的混合反應(yīng)，強化內(nèi)部熱耦合均能改善系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性，這個結(jié)論對于含有大量熱效應(yīng)的反應(yīng)蒸餾塔均適用。也進一步說明在含有大量熱效