甲苯氯化连串反应的RD和SRC过程分析与比较.pdf

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1、第64卷第9期化工学报Vol_64No．92O13年9月CIESCJourna1September2013甲苯氯化连串反应的RD和SRC过程分析与比较丁良辉，汤吉海，崔咪芬，陈献，薄翠梅，乔旭(南京工业大学化学化工学院，材料化学工程国家重点实验室，江苏南京210009；。南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京210009)摘要：侧反应器与精馏塔集成(SRC)是塔内耦合反应精馏(RD)的新拓展，同时适用于反应与精馏处于相同工况和不同工况两种情形。以甲苯氯化连串反应为研究对象，分别建立了RD和SRC过程的数学模型，在相同总塔板数和塔釜上升蒸气量条件下，计算了相同工

2、况下(反应与精馏压力均为101．3kPa)，RD与SRC过程的气／液流率、温度、组成分布，发现两者性能具有一致性。在此基础上，以产品氯化苄的生产成本为目标函数、标志系统产能的氯气进料流率和分配比例为优化变量，对甲苯氯化连串反应的相同工况RD与SRC过程、不同工况SRC过程(反应压力为i01．3kPa、精馏压力为10kPa)进行优化，结果表明，相同压力工况下，优化得到的RD与SRC的装置产能与产品质量一致；但在不同压力工况下，SRC的产能明显提升、产品质量也有所提高，反映出不同工况SRC明显的优势。关键词：反应精馏；侧反应器一精馏塔集成系统；甲苯氯化；性能分析DOI

3、：10．3969／j．issn．0438—1157．2013．09．028中图分类号：TQ021．8文献标志码：A文章编号：0438—1157(2013)09—3277一O8AnalysisandcomparisonofRDandSRCinvolvingconsecutivereactionOfchl0rinatiOn0ftolueneDINGLianghui，TANGJihai，CUIMifen，CHENXian，BOCuimei。QIAOXu(StateKeyLaboratoryofMaterialsorientedChemicalEngineering，Sc

4、hoolofChemistryandChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，Jiangsu，China；SchoolofAutomationandElectricalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，Jiangsu，China)Abstract：Comparedtoaconventionalreactivedistillation(RD)processcombiningreactionandsepar

5、ationinasingleunit，thedistillationcolumncoupledwithsidereactors(SRC)asanadvancedintegratedreactionandseparationtechnologycanbeapplicabletothereactionsystemwhethertheconditionsforreactionandseparationareharmoniousormismatched．ForthetypicalconseCUtivereactionsystemofbenzylchlorideproduc

6、tion，themathematicmodelsofRDandSRCwerefirstlvestablished．Onthisbasis，underthesametotalcolumnstagesandbottomvaporboil—uprate，processsimulationwasperformedforthegivenRDandSRCprocesses，inwhichthepressuresforreactionandseparationweresetto101．3kPa．Theresultsshowedthattherewereconsistentvap

7、orand1iquidflowrates，temperature，2013—01—20收到初稿，2013—03—02收到修改稿。Receiveddate：2013—01～2O．联系人：乔旭。第一作者：丁良辉(1985)，女，博士研Correspondingauthor：Prof．QIAOXu，qct@njut．edu．cn究生。Foundationitern：supportedbytheNationalNaturalScience基金项目：国家自然科学基金项目(21276126，61203020)；FoundationofChina(21276126，612030

8、20)，t