复杂反应体系的反应器网络综合-化学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 复杂反应体系的反应器网络综合 摘 要 反应过程开发和优化对过程工业具有重要意义。反应过程技术的优劣不仅决 定了反应过程的本身，而且影响分离过程、公用工程等子系统。同时，由于环境 问题往往与反应过程密切相关，因此它还影响着过程综合的环境效应。反应器网 络综合的研究作为进行反应过程开发和优化设计的基础，已有许多学者做了大量 的研究工作，取得了一定进展，但对于复杂反应体系的反应器网络综合问题，还 需要进一步的深入研究与探讨。 本文综述了反应器网络综合的研究进展，认识到发展新的反应器网络综合方 法的重要性。本文以反应器网络为主要研究对象，从认识反应过程的反应机理入 手，以优化的观点，对复杂反应体系的反应器网络综合问题进行了分析，发展并 完善了基于导数分析进行反应过程综合的三步策略和步骤即分段导数分析法，并 将该方法应用于石油磺酸盐磺化反应体系和 TDI 合成的光气化反应系统的反应 器网络综合的研究中。通过小试验对石油磺酸盐反应体系的不同反应器网络结构 进行了比较，以此验证分段导数分析法的有效性。 （1）针对第Ⅲ类复杂反应体系，在前人的工作基础上，简化、发展并完善 了分段导数分析法。提出了新的三步策略和分析步骤，使分段导数分析法应用起 来更加简便快捷，同时，也能更加广泛的适用于各类复杂反应体系的反应器网络 综合，是对复杂反应体系的反应器网络综合进行定性分析的一种简单有效的方法。 （2）将新的分段导数分析法用于复杂反应体系—石油磺酸盐生产的磺化反 应体系。分析该复杂反应体系的反应机理，利用不同的分段方式，使用两种导数 分析法对其反应第一阶段和反应第二阶段进行了导数分析。两种导数分析方法分 析所得结果均为 DSR 反应器。 （3）通过小试验进行了磺化实验，考察了不同反应器 PFR 和 DSR 及不同酸 油比对磺化反应的影响。结果表明：同一酸油比下，DSR 反应器比 PFR 反应器内 活性物含量高；副反应少；磺化剂与原料油的反应更加充分；活性物中起活性作 用的单磺酸盐含量更高。这一实验结果进一步验证了分段导数分析法的有效性。 分段导数分析法获得的结果不仅有助于反应器网络的优化，而且有助于对反应特 性的理解，从而指导反应过程技术的开发。 （4）将新的分段导数分析法应用到合成 TDI 光气化反应系统的反应器网络 综合中。分析了该复杂反应体系的反应机理，并对该反应体系进行分段，分别对 该反应体系反应第一阶段和第二阶段进行了导数分析，推导出其最优反应器网络 结构为 DSR 反应器。 关键词：复杂反应体系；反应器网络综合；石油磺酸盐；磺化反应；光气化 Reactor Network Synthesis of Complex Reaction System Abstract The reaction process development and optimization of process industry is of great significance. The pros and cons of reaction process technology not only determines the reaction process itself, but also influence the separation process and the utility subsystem. At the same time, due to the environmental problems are often closely related to the reaction process, so it also affects the environmental effect of process synthesis. As the basis of reaction process development and optimization design, many scholars have done a lot of research work in reactor network synthesis research and some progress has been made. But for the reactor network synthesis problems of complex reaction system, further in-depth study and discussions also need to be done. This article reviews the research progress of reactor network synthesis, and recognizes th