试析以反应精馏为主体的反应分离集成系统综合策略的研究

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1、青岛科技大学硕士学位论文以反应精馏为主体的反应/分离集成系统综合策略的研究姓名：张颖颖申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周传光2002.6.12摘要以反应精馏为主体的反应／分离集成系统综合策略的研究岛年来摘要随着过程综合披术的1i断发展，反应，分离集成系统过程综合作为化工系统工程的核心内容之一，逐渐受到人们的重视，成为该领域研究的热点。反应／分离集成系统是指在～套设备中同时完成化学反应和分离两个过程，该集成技术可有效提高反应转化率和产品纯度，降低设备投资和能耗。对该集成系统的过程综合则是按照规定的设计任务及系统特性，研究确定所需工艺流程的结构及主要设计参数，使系统按

2、预定ll标进行优化的设计和操作。反应精馏是最典型的反应／分离集成系统。}自f在精馏体系Ifl引入化学反应增加了问题的复杂性，难以对反应精馏过程进行有效设计，因此深入研究以反应精馏为主体的反应／分离集成系统综合的策略，具有重要的理论意义和应月J价值n上本文通过分析现有反应精馏发计方法的局限性，从反应精馏的初步设汁Ⅲ发，利用剩余【f{f线、操作线等概念，运用可得区法与稳态分析法两种方法，详细研究了反应／集成系统与传统的反应、分离流程在热力学与动力学方面的区别、如何运用可得区法判断实际流程采用集成方式的可行性，以及采jij静态分析法生成弗筛选过程流程结构等脚题，挺小厂以反应精馏为

3、jE体的反应／分离集成系统初步发汁的过狸综合策略。fj)若研究体系为连串反应、可逆反应和产物列反应有抑制作用的鼻：物反应过狂，尤其足放热量较大的反应，则可以初步考虑采用反应／分离集成系统。f2)．分析体系操作条什，若反应和分离体系具有+枷近的操作温度和压力，则可直接采用集成方式。若操作_¨!；．力／1i同，建议分段控制；若箨组分沸点相差较大，则可采用反应气提方式。f31利用作者给m的模型方程及可得区法，构建反应，分离集成体系nq可得区，掘此判断i，，行性，进而确定流程结构的基本要求。渭雯⋯^————H———一————⋯——⋯⋯⋯～若反应为A§B形式，n反应为一‘级动力学，则

4、：’●反应物的i芒向反应速率常数与分离常数之比(即无因次参数n))大于5时确定其可行。(4)采『{j稳态分析法列整个进利区域分区，产7I．洋细的流程疗案，并存满足流程结构基本要求的基础上，筛选合理的流稃结构。f5、结合体系具体任务，绘f{{约束条件，对流狂结构进千f数学模拟与优化，求得对应一定经济瞄标的最适宜流棵jfll设汁参数e(61对予热效应照著的放热反应，盘¨果以降低能耗为、}要目标，其反成／分离集成结构可采用堡垒鳖垫堇缝丝垫型等优化技术JJ

5、l以确定n．．通过对两个工业实例的研究分析结果表明，本文提出的以壁垒!塑为主体的反成／分离集成系统综合策略，具有较好的适用性和

6、可操作性。、-一1关键词：固分离系统集成；过程综气可得区法：静态分析法ABSTRACTSTUDIES0NTHESTRATEGYOFINTEGRAT10N0FREACTl0NANDSEPARATl0NBASEDONREACTIVEDISTILLATl0NWiththedevelopmentofprocesssynthesistechnique，thesynthesisofreaction／separationintegrationsystem，oneofthesecoresofchemicalsystemsengineering，ispaidmoreandmoreattent

7、ionandthenbecomestherecentfocusAnintegrationsystemofreactionandseparationcouldcombinechemicalreactionandseparationsimultaneouslyinastepReactiveseparationcouldnotonlyimprovetheconversionsandthepuritiesofproductsandreducethecostofequipmentbutalsocouldresultinlowerenergyconsumptionProcesssynt

8、hesisontheintegrationsystemistofindrequiredsystemflowsheetsanddeterminemaindesignparametersbasedonthegivendesignobjectandthesystem’Scharacteristics，andmakeitoptimallyrunaccordingtothepl‘edefinedgoalReactivedistillationiSthemostclassicalwhichjSusedfrequentlyand