反应精馏过程的应用

化工生产中的大多数情况是反应和分离两种单元操作分别在两类单独的设备上完成。反应过程在各种形式的反应设备内进行,而未反应的反应物、产物和副产物则在分离设备内得到分离。为了提高产品收率,降低设备投资和能耗,将反应与分离过程结合在一个设备中的“伴有化学反应的分离过程”,已广泛引起人们的重视。除了应用较早的化学吸收外,还有伴有化学反应的液     

乙酸与丁醇酯化反应精馏过程

对乙酸和丁醇酯化反应精馏进行了实验研究和数学模拟．以Hayden-O’Connell公式和“化学理论”计算逸度系数,以NRTL方程计算活度系数,从而为模拟过程提供了较为准确的热力学数据,数学模型采用松弛法求解,计算结果和实验结果吻合良好．     

部分牛顿法模拟反应精馏过程

提出了用全液相组成牛顿拉夫森法模拟反应精馏的解算方法。实例考核结果表明,该算法较为简单,占内存少,收敛速度快,稳定性好,适用于在微机上进行具有化学反应的强非理想物系的分离过程计算。     

合成MTBE非均相催化精馏过程数学模拟

提出了合成甲基叔丁基醚（ＭＴＢＥ）非均相催化精馏过程的四参数结构分析模型。建立了三角矩阵化的改进松弛法数模方程，提出了新的加速收敛技术。用编制的数学模型对齐鲁石化研究院开发的合成甲基叔丁基醚催化精馏过程中的全部试验，包括２０００ｔ／ａ工业试验进行模拟，计算结果与试验结果吻合良好。     

反应精馏数学模拟研究进展

对反应精馏，特别是非均相催化精馏过程的建模方法以及求解方法的最新研究进展和多定态问题进行了综述。     

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。     

反应精馏过程图解法设计策略研究

从反应精馏过程图解法设计的理论研究出发,探讨了反应空间、转换组成变量以及剩余曲线等应用范围和局限性;通过分析反应精馏操作线方程的变化,提出了图解法设计反应精馏过程的策略;（1）用奇异点判断法结合实验数据可判定应用反应精馏过程的可行性;（2）借助反应空间可判断该过程能否在单塔中得到完全分离;（3）图解法设计的多种设计结果及相应对策。采用实例验证了该策略的可行性。     

反应精馏过程模拟研究进展

对均相反应精馏和非均相催化精馏过程的各种模拟计算方法进行了评述，分析了各种算法的优缺点和适用范围，指明了目前研究中存在的不足和今后的发展方向。     

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。     

SIMULATION OF STEADY DISTILLATION PROCESS ACCOMPANIED WITH MULTIPLE CHEMICAL EQUILIBRIUM REACTIONS BASING ON TRANSFORMED VARIABLES

The equations describing the steady state operation of distillation column with simultaneous equilibrium chemical reactions have been transformed into a new set or MESH equations by introducing transrormed composition, flow rate and enthalpy variables. The new set of equations are similar to equations describing traditional non-reactive distillation, and it is general when one or several reactions occur and inert components are present.

An algorithm combining relaxation method and modified Newton-Raphson method is proposed to solve the new equations, the relaxation method is used to estimate initial values, while the modified Newton-Raphson method is used to set solution. The reactive distillation processes of MTBE synthesis with n-butane and the separation of meta- and para-xylene are simulated as numerical examples     

低温精馏过程模拟及其分离特性分析(Ⅱ)带有侧线返回进料的低温精馏塔模拟

应用严格的热力学模型研究了带有侧线返回进料的氢同位素低温精馏塔的分离特性.根据氢同位素低温精馏体系的特点，以平衡级模型为基础建立了氢同位素低温精馏稳态模拟模型，确定了模型方程适宜的求解方法.塔的一股侧线出料流股经过一个平衡反应器完成平衡反应后，作为内部进料流股，与原外部进料混合后重新进入精馏塔内进行分离操作.通过对带有侧线返回进料的塔的计算模拟阐明了这一侧线流股对塔分离特性的影响.在平衡反应器内，HD部分分解为H₂和D₂，塔顶产品中H₂的浓度增加了8.635%，塔底D₂的浓度增加了11.327%.     

基于化学热泵系统的叔丁醇脱水反应精馏过程

采用柱状阳离子交换树脂S-54作催化剂研究了叔丁醇脱水的反应精馏过程.在实验基础上建立了该过程的数学模型,采用超松弛法,并以动态方程逼近计算稳态过程对模型进行了求解,计算结果与实验结果吻合良好.在以上研究基础上考察了不同进料流量、进料组成、进料位置以及不同回流比等对反应转化率的影响,进行了上述工艺操作参数的模拟寻优,得到以下结论：反应精馏操作实现了水从反应体系中的有效移除,减小了水对反应的阻害作用,使叔丁醇接近完全分解;同时改变操作压力可以适用不同温度热源的热量回收要求.     

精馏过程的动态模拟

在各类典型精馏过程稳态模型的基础上,建立了6类典型非稳态精馏模型,并对动态精馏过程的开环响应进行了模拟计算.计算结果表明,实际精馏塔内存在的非平衡效应和惯性效应对非稳态精馏的动态响应过程有很大影响,其中惯性效应的影响更为突出.本文建立的三维非平衡混合池动态精馏模型充分地考虑了精馏过程中的非平衡效应和惯性效应,因此相信能够更适合于模拟实际的动态精馏过程.     

基于变换变量的反应闪蒸过程计算

采用变换变量,浆发生多反应并伴有惰性组分的反应闪蒸过程模型变换为普通的非反应闪蒸模型。新模型避免了反应量的计算,将反应与相平衡结合计算的通用性好。用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法模拟计算了甲醛－水溶液反应闪蒸及对二甲苯和邻二甲苯反应闪蒸分离过程。     

催化蒸馏合成乙二醇乙醚的过程模拟

修正了非平衡级速率模型,使之能适用于催化蒸馏过程的模拟.此催化蒸馏塔的精馏段和提馏段为一般的填料塔结构,而反应段为CR＆L公司提出的特定结构的催化剂填充层.采用专门测定此特殊结构的催化剂填充层的气膜和液膜传质系数关联式来计算反应段中的传质速率,用Onda的关联式计算精馏段和提馏段填充层中的传质速率.结合在NKC-01分子筛催化剂上环氧乙烷与乙醇反应的动力学方程式,采用Newton-Raphson技术完成了催化蒸馏合成乙二醇乙醚过程的模拟,结果是令人满意的.     

带中间贮槽的间歇精馏塔的模拟计算

带中间贮槽的间歇精馏塔由２个分离段及其中间的贮槽组成。假定液体持液量和待分离的体系的相对挥发度均保持不变,建立了该塔的一个简化的模型,由此得到各组分在整个塔中的分布情况。在此基础上,又考察了各个操作参数对分离效果的影响。     

尿素水解过程的计算模拟

通过对尿素水解反应平衡常数的求取以及 Ｎ Ｈ３  Ｃ Ｏ２  Ｈ２ Ｏ Ｃ Ｏ（ Ｎ Ｈ２ ）２ 体系的相平衡计算方法的建立,采用内外双层法实现了尿素水解工段的计算机模拟,为大型合成氨厂尿素水解工段的改造提供了理论分析的依据。     

SIMULATION OF DISTILLATION PROCESSES WITH REACTIONS IN SERIES

This paper introduces a mathematical model and advances an algorithm,that can be used for simu-lation of reactive distillation processes.This model takes into account the reactions in series,that occurwithin a distillation column and this algorithm is based upon the block tridiagonal matrix technique.In order to accomplish a computation of design and inspect whether or not different configuration of flowsbetween stages can increase the yields of intermediate products,a procedure for solving block tridiagonalmatrix equation with some off-tridiagonal submatrixes and/or submatrixes on the borders is modified.The saponification of propylene chlorophydrin is illustrated to verify the algorithm.It can be seen thatthe results are satisfactory.