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反应蒸馏是化学反应和蒸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。目前,反应蒸馏技术已在多个领域实现了产业化,在某些新领域也取得了一定进展。反应蒸馏和传统蒸馏技术相比,具备显著的节能和降低投资的优点。因此,如何最大程度地挖掘反应蒸馏系统的潜在节能优势,有很高的研究价值。反应蒸馏塔中反应操作和蒸馏操作之间的结合方式是反应蒸馏塔综合与设计的关键,单纯地将两者耦合在一起,并不能充分地发挥反应蒸馏塔的潜在优势。因此,如何合理地将反应操作和蒸馏操作有机地结合起来是反应蒸馏塔综合与设计的首要问题。然而,在目前已有的系统综合设计方法中,还没有一套通用简便的方法去指导反应蒸馏过程的综合与设计,因此严重地限制了它的应用。本课题主要目的在于解决反应蒸馏塔的综合与设计问题,以期最大限度地挖掘与发挥反应蒸馏塔节省设备投资和降低操作能耗的潜力。本文在过程强化的原理上提出了反应蒸馏塔的一种通用的综合与设计方法,该方法初始的基本塔结构是以不包括冷凝器和再沸器在内的所有塔板为反应段,并保持进料在全塔中间位置进料的一种简单结构。以TAC为目标函数,通过总塔板数的寻优,反应段的分布,进料位置的重新调整及进料流股的裂解,来寻求到最佳的过程设计。该方法的特点是:充分挖掘过程强化的潜力,通用简便,对结构的初值和反应混合物分离的热力学性能具有很强的鲁棒性。本文列举了四种反应蒸馏系统来评价该原理和流程,最后的结论证明,该综合设计方法可以简便高效的搜索出反应蒸馏塔的最优结构,而且能够提高热力学效率,也使得投资总额进一步的降低。