反应精馏技术及其应用

反应精馏技术是一项具有许多独特优点的高效耦合操作技术。本文简要介绍了反应精馏技术及其数学模拟与应用。     

反应精馏技术的关键问题分析

反应精馏是为增强反应与精馏效果而将两种单元操作进行耦合的多功能新技术。因既有化学反应又有精馏过程,反应精馏过程需考虑气液相平衡、气液质量传递、催化剂内扩散(非均相反应精馏)以及动力学等因素的相互作用,导致该过程存在定态多重性、动力学复杂性。文章系统地综述了近年来国内外科研工作者对反应精馏实验和理论的研究进展,分析了反应精馏技术工业应用中存在的关键问题,并对未来的发展方向进行了展望。     

反应精馏法合成醋酸丁酯的模拟研究

文章采用Aspen Plus对反应精馏法生产醋酸丁酯过程进行稳态模拟。对塔板数、进料位置及进料比进行了优化,得到了精馏塔理论板上的温度、汽(液)相流量组成分布和再沸器热负荷。结果表明进料位置和进料比对年总成本TAC影响很大。该计算对反应精馏法合成醋酸丁酯工艺的设计和操作具有实际意义。     

酯化反应蒸馏过程的模型化及模拟研究

In this paper,a generalized model of the reactive distillation processes was developed via rate-based approach. The homotopy-continuation method was employed to solve the complicated nonlinear model equations efficiently. The simulation on the reactive distillation processes was carried out with the profiles of stage temperature,composition and flow rate for both vapor and liquid phases obtained. Based on careful analysis of the simulation results, the pitfalls in experimental design were detected. Finally, a software package for the simulation of reactive distillation processes was developed.     

应用ChemCAD软件模拟反应精馏过程

应用ChemCAD软件中的SCDS精馏模型，对乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯的反应精馏过程进行了模拟，对过程参数对反应的影响进行了计算，选择了合适的反应条件。     

丁烯异构反应精馏动态模型和开车过程模拟

建立了以严格的相平衡计算为基础的2-丁烯反应精馏制1-丁烯的过程动态模型,其中各组分的逸度和活度用RKS方法和Scatchard-Hildebrand方程计算.在模拟计算时用差分方法求解塔板的能量衡算方程,用可变阶数Numerical Differentiation Formulas(NDFs)方法求解全塔的组分物料衡算方程.比较了开车时不同的阀门线性调节时间对过程变量的影响.结果表明,所建立的模型能很好地反映反应精馏过程的动态特性,开车时可先进行全回流操作,之后直接将进出料阀门瞬间开至设定值.     

2,3-丁二醇分离纯化中反应精馏的实验和模拟

对反应萃取-水解精馏法分离发酵液中2,3-丁二醇工艺中的水解精馏进行了实验和模拟研究。实验验证了4,5-二甲基-2-丙基-1,3-二氧戊环(DPD)水解精馏得到2,3-丁二醇的可行性。采用Aspen Plus建立反应精馏模型,以UNIFAC为热力学方程,RadFrac为反应精馏模块,对常压下DPD的水解精馏进行模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。以2,3-丁二醇的收率为主要优化目标,考察最佳塔板数、进料位置、进料比、回流比和塔顶馏出比。模拟结果表明,在最佳操作条件下,塔釜2,3-丁二醇的收率为0.981,摩尔分率为0.150。     

大型反应精馏塔板上传质的二维定数混合池模拟

介绍了大型塔板涉及反应精馏的传质与操作过程,通过对塔板上液体流动分布以及化学反应过程的分析,建立了能够关联液体流速分布和化学反应的塔板液相浓度计算模型。最后将二维定数混合池模型与描述传质的微分方程联立,利用有限元法求解了大型反应精馏塔板上的液相浓度分布。     

聚对苯二甲酸戊二酯间歇反应精馏过程的模拟优化

针对对苯二甲酸(PTA)和新戊二醇(NPG)合成聚对苯二甲酸戊二酯(PPT)出现的问题,应用PRO/II化工模拟软件对间歇反应精馏过程进行模拟优化,模拟结果与实际生产数据相吻合,相对误差在0.29%~7.85%之间;提出了减少塔顶馏出液中新戊二醇含量、精馏时间的工艺优化方案;以该工艺优化方案为依据对生产装置改造,改造后与改造前相比,精馏时间缩短了2.92 h。     

甲缩醛反应精馏过程模拟

通过实验取得了甲醛和甲醇合成甲缩醛的反应参数;建立了其连续生产工艺的数学模型,利用ASPEN PLUS软件对甲醛和甲醇缩合生成甲缩醛进行了模拟,结果表明反应精馏连续生产甲缩醛的工艺是可行的,转化率高达99%,并得到含甲缩醛99%的产物,同时确定了进料板和反应区.     

1-氯-1,1-二氟乙烷反应精馏工艺的定态模拟研究

提出了以偏氯乙烯为原料生产1-氯-1,1-二氟乙烷的反应精馏新工艺,并运用Aspen Plus软件对实现该工艺的反应精馏塔的定态行为进行了数值模拟研究。模拟研究结果表明：将化学反应过程和产物、副产物及残余反应物的分离过程集成在-个塔内实现是可能的,不仅能够得到高纯度的产品,同时还能提高反应选择性,减少副产物的生成量。相比于目前采用的传统生产工艺,反应精馏新工艺能够大大减少工艺环节和节省设备投资。案例研究显示,对于相同的偏氯乙烯加料量,1-氯-1,1-二氟乙烷产品的产量提高6．4％,副产物1,1,1-三氟乙烷的产量降低70．6％。     

反应精馏过程的研究进展

反应精馏是化学反应和精馏过程耦合为一体的单元操作，已成为当今的重要研究领域。本文综述了反应精馏过程的模拟计算和设计方法，介绍了过程控制中的多定态问题，总结了反应精馏的工业应用情况，指出了研究中应注意的重要因素，并指出了未来的研究方向。     

反应精馏研究进展及应用前景

对反应精馏技术在工艺和模拟方面的研究进展进行了概述 ,简单介绍了反应精馏的关键技术并对反应精馏的应用前景进行了展望。     

羟醛缩合体系反应精馏研究进展

对反应精馏技术在羟醛缩合反应体系中的研究和应用现状进行了综述与展望,主要介绍了丙酮缩合反应,甲醇、甲醛缩合反应及乙醛缩合反应精馏的实验研究进展以及相应的反应精馏过程模拟。     

三氯氢硅歧化反应精馏生产硅烷的模拟简

The reactive distillation process for producing high purity monosilane via trichlorosilane redistribution reaction was simulated. Rigorous RadFrac block was employed in Aspen Plus simulation package. Accurate results could be given when the chemical kinetics was taken into account in the equilibrium stage model. A single column process was used for the verification of previous studies. The results showed that 99.9% purity monosilane could be achieved in the reactive distillation. A pumparound block was employed to reduce the condenser duty with inexpen- sive coolant. The effects of operating pressure, feed stage location, liquid holdup per stage and pumparound loca- tion were also investigated. The energy consumption was limited, but the refrigerant temperature was too low, which is the fatal disadvantage. Therefore, a double columns process was developed to increase the condenser tem- perature. The simulation results demonstrated that a reasonable temperature could be achieved by varying the recy- cle stream location.     

连续反应精馏合成丁酸乙酯

本研究采用对甲苯磺酸为催化剂,用试验与Aspen Plus模拟相结合,研究了反应精馏合成丁酸乙酯的工艺。首先对反应精馏装置进行试验研究,并利用Aspen Plus对其进行模拟,模拟结果与试验结果较吻合。在此基础上,对本工艺流程进行了试验研究及模拟设计,得到了可行的工艺方案。该方案得到的产品纯度理论上可达到99.5%以上,且具有流程简单、废水排放量少,设备投资低等优点。     

反应精馏制四氢呋喃

利用自制的含硅强酸性阳离子交换树脂催化 1,4 丁二醇脱水合成四氢呋喃的反应。结果表明催化剂活性较好 ,且比常规离子交换树脂使用温度范围宽 ,可在较高的温度使用 ,但机械稳定性有待改善。进一步对 1,4 丁二醇脱水反应精馏进行初步实验研究 ,发现反应精馏能较好地分离反应产物THF和水 ,塔顶产品THF的纯度可以达到 98%以上。认为用反应精馏方法由 1,4 丁二醇脱水制备四氢呋喃是可进一步开发的技术。     

反应精馏技术的研究现状及应用

对反应精馏技术的研究现状及其应用进行了综述,介绍了反应精馏塔及催化剂,对催化剂床中传质及流体力学特征,数学模型和反应精馏塔设计方程进行了总结;同时介绍了反应精馏技术的应用现状及其可能的应用领域。