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反应精馏塔被广泛的应用到石油化工行业当中,其反应操作和分离操作在一个塔内完成,相比于传统的精馏过程不但效率提高而且节能。主要原因是它增强了反应操作和分离操作之间的内部物质耦合和内部能量耦合。现在大部分的研究集中于单反应段反应精馏塔(RDC-SRS)的稳态设计和动态控制,RDC-SRS在分离最利和较利相对挥发度排序的反应混合物时能发挥很好的效果。但是分离最不利和较不利相对挥发度排序的反应混合物,反应精馏塔不如传统精馏过程。对于酯化、醚化反应中的两步连续可逆反应,RDC-SRS较难协调两步反应之间的关系,从而不利于塔内分离操作和反应操作的能量耦合和物质耦合,这样就限制了RDC-SRS的节能效果。Tung和Yu提出应用双反应段反应精馏塔(RDC-DRS)分离最不利相对挥发度排序的四元反应混合物,有两个反应段分别在塔顶和塔底。在此基础上,本课题组提出了RDC-DRS的一般结构,并应用到理想两步连续可逆反应当中,RDC-DRS显示了强大的节能效果。本文将RDC-DRS应用到乙二醇(EG)与乙酸(AA)的两步连续可逆酯化反应中,以年总成本(TAC)最小为目标,优化两者的结构。与RDC-SRS相比,RDC-DRS有更多的设计变量。本文对比了两者在最优结构下的稳态特性,结果显示RDC-DRS有更好的节能特性,再沸器热负荷降低了19.33%,CI、OC和TAC分别降低了3.6%、20.7%和16.29%。这是由于其有更多的自由变量来增强反应操作和分离操作的内部物质耦合和能量耦合。双反应段的设置也协调了两步反应之间的关系,更有利于反应的进行。根据RDC-SRS和RDC-DRS的动态特性,本文采用直接浓度控制的方法设计了两者的控制方案,并比较了其动态特性,在面对进料流量扰动和产品组分扰动时,RDC-DRS都要好于RDC-SRS,且流量扰动更大时,RDC-DRS的优势更明显。这个结果表明,在分离两步连续可逆反应时,RDC-DRS是一个很好的选择。