本文關(guān)鍵詞：雙反應(yīng)段反應(yīng)精餾塔動態(tài)特性的研究：合成棕櫚酸異丙酯

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【摘要】：反應(yīng)精餾技術(shù)是將反應(yīng)與分離過程耦合在同一裝置內(nèi)的創(chuàng)新性技術(shù),相比與傳統(tǒng)的精餾系統(tǒng),它簡化工藝流程的同時(shí)也節(jié)省了投資以及降低能耗。反應(yīng)精餾技術(shù)以其顯著的優(yōu)勢成為目前化工行業(yè)研究的熱點(diǎn),各應(yīng)用實(shí)例也進(jìn)一步證實(shí)了它經(jīng)濟(jì)和能耗上強(qiáng)大的優(yōu)勢。因此,反應(yīng)精餾技術(shù)的研究及其工業(yè)化的推廣具有重要意義。按相對揮發(fā)度排序,反應(yīng)物為最輕和最重組分,生成物為次輕和次重組分的四元反應(yīng)體系屬于最難分離的反應(yīng)體系。由于反應(yīng)物不會聚集在塔中部,因此傳統(tǒng)雙端出料反應(yīng)精餾塔無法適用于最難分離的反應(yīng)物系。為了解決這一問題,本文對新型的雙反應(yīng)段反應(yīng)精餾塔(RDC-TRS)進(jìn)行研究。該結(jié)構(gòu)巧妙的將反應(yīng)段分別置于塔頂和塔底,創(chuàng)造性的為反應(yīng)物充分反應(yīng)提供了可能。然而,對于有熱效應(yīng)的反應(yīng)體系,該結(jié)構(gòu)不可避免的會存在塔頂或塔底的逆耦合,進(jìn)而影響系統(tǒng)的動態(tài)性能。棕櫚酸異丙酯(IPP)是化工生產(chǎn)中的一種重要原料,在化妝品領(lǐng)域有著廣泛的運(yùn)用。合成IPP的四元吸熱反應(yīng)體系屬于典型的最難分離的反應(yīng)體系。本文基于此實(shí)例,在RDC-TRS精餾塔穩(wěn)態(tài)性能最優(yōu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩點(diǎn)溫度控制方案,分別從嚴(yán)格控制塔頂回流罐液位、改變頂部反應(yīng)段塔板數(shù)以及改變底部反應(yīng)段塔板數(shù)來研究影響該結(jié)構(gòu)動態(tài)性能的因素。結(jié)果表明嚴(yán)格控制回流罐液位、合理選取頂部反應(yīng)段塔板數(shù)以及減少底部反應(yīng)段塔板數(shù)有利于改善系統(tǒng)的動態(tài)性能,為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)與動態(tài)控制的折衷提供依據(jù)。Thotla和Mahajan從強(qiáng)化了內(nèi)部物質(zhì)以及能量耦合的角度設(shè)計(jì)了另一種新型的過程強(qiáng)化單反應(yīng)段反應(yīng)精餾塔(RDC-ISRS)。根據(jù)RDC-TRS與RDC-ISRS面對進(jìn)料流量擾動和進(jìn)料組分?jǐn)_動時(shí)目標(biāo)產(chǎn)物的動態(tài)響應(yīng),分析和比較了二者的穩(wěn)態(tài)性能與動態(tài)性能。結(jié)果表明RDC-ISRS具有更好的動態(tài)性能,而RDC-TRS卻更節(jié)能,為RDC-TRS提供了進(jìn)一步的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：反應(yīng)精餾塔 雙反應(yīng)段 過程強(qiáng)化 單反應(yīng)段 動態(tài)特性
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ053.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 課題背景15-16
• 1.2 研究的目的與意義16-17
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)17-19
• 第二章 反應(yīng)精餾塔的發(fā)展及應(yīng)用19-25
• 2.1 反應(yīng)精餾塔的歷史發(fā)展19-20
• 2.2 反應(yīng)精餾塔的建模20-21
• 2.3 反應(yīng)精餾塔的綜合與設(shè)計(jì)21-22
• 2.4 反應(yīng)精餾塔的動態(tài)特性及控制22-23
• 2.5 反應(yīng)精餾塔的工業(yè)應(yīng)用23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第三章 RDC-TRS的提出及其模型化25-35
• 3.2 反應(yīng)精餾體系分類和RDC-TRS的提出及其原理25-29
• 3.2.1 設(shè)計(jì)方法28
• 3.2.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)28-29
• 3.3 RDC-TRS的模型化29-34
• 3.3.1 穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型29-32
• 3.3.2 動態(tài)數(shù)學(xué)模型32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 基于合成IPP對RDC-TRS動態(tài)特性的研究35-61
• 4.1 IPP酯化系統(tǒng)35-37
• 4.2 兩點(diǎn)溫度控制策略的設(shè)計(jì)37-41
• 4.2.1 過程變量分析37-38
• 4.2.2 溫度靈敏板的選擇38-39
• 4.2.3 RGA分析39-40
• 4.2.4 控制器設(shè)計(jì)40-41
• 4.3 回流罐液位控制器增益與RDC-TRS動態(tài)相應(yīng)的關(guān)系41-46
• 4.3.1 問題描述以及動態(tài)控制方案的設(shè)計(jì)41-42
• 4.3.2 進(jìn)料流量干擾性能分析42-45
• 4.3.3 進(jìn)料組分干擾性能分析45-46
• 4.4 頂部反應(yīng)段塔板數(shù)與RDC-TRS動態(tài)特性的關(guān)系46-53
• 4.4.1 問題描述46-48
• 4.4.2 進(jìn)料流量干擾性能分析48-50
• 4.4.3 進(jìn)料組分干擾性能分析50-53
• 4.5 底部反應(yīng)段塔板數(shù)與RDC-TRS動態(tài)特性的關(guān)系53-59
• 4.5.1 問題描述53-55
• 4.5.2 進(jìn)料流量干擾性能分析55-56
• 4.5.3 進(jìn)料組分干擾性能分析56-59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 第五章 基于合成IPP對RDC-TRS與RDC-ISRS動態(tài)性能的比較61-71
• 5.1 RDC-ISRS綜合與設(shè)計(jì)以及穩(wěn)態(tài)描述61-63
• 5.2 兩點(diǎn)溫度控制策略的設(shè)計(jì)63-65
• 5.3 RDC-ISRS與RDC-TRS動態(tài)性能分析65-69
• 5.3.1 進(jìn)料流量干擾性能分析65-67
• 5.3.2 進(jìn)料組分干擾性能分析67-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第六章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 致謝79-81
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-83
• 導(dǎo)師與作者簡介83-84
• 附件84-85

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本文編號：676170