【摘 要】
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作为石油化工过程应用最为广泛的分离单元,精馏过程因其较高的能耗和较低的热力学效率成为各国学者不变的研究课题。热耦合技术是近年来出现的精馏技术,因为具有较大的节能潜
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作为石油化工过程应用最为广泛的分离单元,精馏过程因其较高的能耗和较低的热力学效率成为各国学者不变的研究课题。热耦合技术是近年来出现的精馏技术,因为具有较大的节能潜力而被人们广泛关注,内部热耦合精馏塔就是一种新型的热耦合技术,国内外对此的研究较少,是化工过程中较新的研究领域。反应精馏技术是工业应用比较成熟的一种过程强化技术,因其低能耗和低操作费用以及可提高可逆反应的收率等优势而成为节能研究的典范。在本文中将反应精馏和内部热耦合精馏技术结合起来,构成了一种新型的精馏流程-内部热耦合反应精馏塔,它结合了反应精馏和内部热耦合塔的优势,是一种过程高度强化的精馏技术,具有巨大的节能潜力。在本文中,首先以乙酸甲酯水解为例,利用Aspen模拟软件对理想内部热耦合反应精馏塔建立了计算模型,从理论上验证了它的可行性,证实了理想内部热耦合反应精馏塔的巨大节能潜力,并且对内部热耦合反应精馏流程进行了初步的分析,阐述了其不同于普通精馏塔的特性。其次对内部热耦合反应精馏塔中的热量耦合部分进行了分析,研究了不同传热理论板以及不同的传热量对内部热耦合反应精馏塔的影响,并由模拟结果得出传热量和传热理论板数对内部热耦合反应精馏塔的影响规律。另外本文对内部热耦合反应精馏塔可能存在的几种塔构型进行了详细的研究,在相同的最小传热温差和产品要求下,找出了有效能耗最小和再沸器能耗最小的塔构型。最后,对塔顶馏出物流量、水酯进料比、水进料位置、再沸器负荷、反应段高度、反应段位置等塔操作变量进行了单变量分析,研究了上述变量对内部热耦合反应精馏塔模拟结果的影响,确定了各个变量初步优化的值。
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