反应精馏过程图解设计法研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com周传光等反应精馏过程图解设计法研究进展·63反应精馏过程图解设计法研究进展周传光，高健，赵文(青岛化工学院化药学院，山东青岛266042)摘要：反应精馏是伴有化学反应的精馏过程，具有设备紧凑、能量集成等优点。文章总结介绍了80年代中期以来国内外有关反应精馏过程设计的研究进展，重点分析了图解设计法理论研究的现状和局限性，指出了反应精馏过程图解设计法的发展方向。关键词：反应精馏；图解法；过程设计中图分类号：TQ028．13文献标识码：A文章编号：1005-9954(2002)0443063-0

2、5反应精馏(reactivedistillationprocess)是化学多影响因素，即使进料位置、板数、传热、速率、反应和分离在同一精馏设备中完成的过程，目前已停留时间、催化剂、副产物浓度以及反应物进料配有酯化、皂化、醚化等多种生产过程实现了反应精比等参数的很小变化，都可能对过程产生较大影馏的集成化操作。这种操作既可对难以用普通精馏响，所以对该集成过程的研究要困难得多。因此，过程分离的系统，通过添加某种组分，使之与被分早期在反应精馏领域的研究一直以特定体系的实验离组分发生化学反应，从而实现混合物体系的分探索和数学模拟为主J，自80年代

3、中期，对反离；又可使反应混合体系中的某种组分不断从塔中应精馏图解法设计的研究才逐渐增多起来。分离出来，改变系统的化学平衡和相平衡，使得反当生产过程的反应和分离条件与要求确定以应继续进行，提高转化率。反应精馏按所分离的目后，进行化学反应和精馏过程集成化设计的目的，的产物，可以分为以下几类情况：是为了确定过程的可行性、合理的结构及设计参(1)在反应的同时不断地把产物分离。对于可数。要更好地发挥反应精馏过程的优点，从技术上逆反应、连串反应或产物对反应有抑制作用的大部考虑，反应精馏设备的选型、工艺流程和关键设计分生物反应，都可提高产率和处理能力

4、。参数的确定起着十分关键的作用。目前提出的设计(2)在反应过程中不断清除对反应特别是对催方法主要有：化剂有害的物质，维持较高的反应速率。(1)直观推断法(3)对于生成共沸物的分离体系，可通过引入直观推断法4是基于反应精馏系统的物理一化反应以消除精馏边界，达到分离目的。学知识和实际经验提出的一种结构综合的决策规反应精馏过程可以缩短生产流程，减少投资；则，其典型例子是层次分解法。该法结合具体实例对于多数放热反应还可以利用反应热供分离所需，提出了层次化的思想来探讨整个流程的综合问题，降低能耗；同时作为一种新型分离技术，还可用于对做出最初的定性

5、决策具有一定意义，但不能提出某些特殊精馏。因此，研究反应精馏过程的优化设过程模型的系统结构，不能进行同时优化，而且对计具有重要的理论意义和实用价值，近年来一直是较复杂的反应精馏过程基本上无有效的规则可循。化工领域研究的热点。(2)混合整数非线性规划法该法是通过混合整数非线性规划对反应精馏设1反应精馏过程设计计进行优化的方法J。其优点在于可提供模型的有关反应精馏的思想是Backhaus在1921年系统结构并进行同时优化，但必须事先给出各种可提出的。由于在精馏塔中反应和分离之间存在着许能的组合，在解决大规模问题时存在困难，而且由基金项目：教

6、育部高校优秀骨1二教师资助计划项目(2000年度)作者简介：周传光(1958一)，男，博士，教授，主要研究方向为过程系统工程，E—mail维普资讯http://www.cqvip.com·64·化学工程2002年第30卷第4期于模型的性质，有可能得到非最优解。该法虽然可果。求解不能确定化学反应平衡的问题，但容易遗漏更在Doherty的工作中，引入了一个新的、简化好的替换方案的数学模型，来描述共沸精馏塔内稳定组成线的性(3)图示目标法质，精馏区边界和图形的概念由简单精馏过程扩展图示目标法是通过绘制反应精馏线图，对过程到连续精馏过程。在简单

7、蒸馏过程中，每一微元气的总体性质进行分析，典型的例子是Linnhof体都与剩余液体相平衡，气体通常是由易挥发组分等提出的夹点分析法。它的优点在于使用线图组成的，而液相组成也将随时间改变，其剩余液相直观性强，能够利用物理和几何知识预测一个满足组成的轨迹即定义为剩余曲线。研究结果表明，剩经验要求的过程特性，以得到“好的”或可行的余曲线的几何结构是影响共沸精馏塔设计的主要因设计。由于图示目标法只能提供大体的设计原则，素。塔顶、塔底组成区域可由图中确切找到，而这设计者仍然要做许多工作，Dohe~y等人利用该一点在精馏塔设计过程中有重要价值。法并

8、结合剩余曲线(residuecurves)和组成变量转1988年，Doherty等又提出同时达到化学反换(transformedcompositionvariables)，初步探讨了应平衡和气液相平衡时反应