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第５期刘彬彬等：新型反应精馏集成过程与传统反应精馏过程的比较
图２多循环回路模型
Ｆｉｇ．２Ｍｏｄｅｌｗｉｔｈｍｕｌｔｉ・ｃｙｃｌｅｌｏｏｐ
由于侧反应器与精馏塔具有多个回路，因此在
采用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ的序贯模块法进行模拟计算时需要
进行回路断裂，选择进入上一段精馏塔的进料流股
作为断裂流股，并在计算开始前给定初始值．每一个
断裂流股均需收敛，同时收敛所需运算时间较长，在
Ｉｎｔｅｌ双核３．４０ＧＨｚＣＰＵ、２Ｇ内存的计算机上，含５
个侧反应器的反应精馏集成过程合成乙酸甲酯需要
８３ｒａｉｎ经４８０次迭代才收敛．因此，建立快速、可靠
的带侧反应器反应精馏集成过程的模拟模型和计算
方法是进行过程设计与优化的关键．
２．３．２Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率改进模型
将侧反应器作为一块没有分离能力的塔板，插
入到与精馏塔相连的上下两块塔板之间，则可以将
带侧反应器的反应精馏集成过程简化为如图３所示
的精馏塔模型．
ｋ。

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ｋｋ．塔板产Ｉ
进料
塔板，塔板ｊ＋ｌ
图３Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率改进模型
Ｆｉｇ．３
ＭｏｄｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＭｕｒｐｈｒｅｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ图３中：占为Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率；Ｖ为塔内气相流量；Ｌ为塔内液相流量．在模型中存在２种塔板，通过Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率区分分离塔板和反应塔板，分离塔板的Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率设定为ｌ，反应塔板的Ｍｕｒ－ｐｈｒｅｅ板效率设定为０．将复杂的带侧反应器的反应精馏集成过程的模拟模型用一个精馏塔模型替代，这样就可以用ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ中的一个ＲＡＤＦＲＡＣ模块描述这个复杂模型．
同样对于一个含有５个侧反应器的新型反应精馏集成过程，采用以Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率改进的ＲＡＤＦ－ＲＡＣ模块计算经过９次迭代就可以收敛，运算时间仅１０ｓ．采用多循环回路模型和Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率改进模型得到的结果比较如表３所示．
表３模拟结果
Ｔａｂｌｅ３Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ
由表３可知，Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率改进模型计算结果与多循环同路模型是一致的．但是迭代收敛时间减少很多。

因此采用Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率改进模型计算带侧反应器的反应精馏集成模型优势明显，以下的新型反应精馏集成过程的计算均采用该模型．
３结果与讨论
３．１反应量的比较
图４为２种过程反应量的分布．由图４可知，对于传统反应精馏过程，反应量主要集中在第３２～３８块塔板，其中第３３、３４块塔板反应量最大超过５０ｋｍｏｌ／ｈ；其他塔板上的反应量较小，尤其是第１９—３０块塔板，总反应量小于１０ｋｍｏｌ／ｈ，催化剂的使用效率极低．而采用新型反应精馏集成过程，虽然侧反应器的反应量差别较大，除第一个侧反应器外的其他侧反应器的反应量均较大，尤其是第４个侧反应器的反应量达到１１１．２ｋｍｏＬ／ｈ，相当于传统反应精馏过程第３３、３４块塔板反应量之和．并且，传统反应精馏塔总反应量为２７１．２ｋｍｏｌ／ｈ，新型反应精馏塔总反应量为２６５．３ｋｍｏＬ／ｈ，两者的总反应量相差很小．通过以上比较发现，侧反应器精馏塔的反应总量略低于反应精馏塔的反应总量．在通过侧反应器的液体量较高的情况下，带有５个侧反应器的结构性能接近于一个反应精馏塔的性能．
３．２温度分布的比较
图５为新型反应精馏集成过程与传统反应精馏
塔的温度分布．由图５可知，由于２种过程的总反应　万方数据
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