Stationary states in reactive distillation columns

An approach to the analysis of stationary reactive distillation states multiplicity is considered with methyl-tert-butyl ether as an example. Three steady states of the process corresponding to different values of the product yield are revealed by means of mathematical modeling.

простые эфиры, реакционная ректификация, совмещенные процессы, математическое моделирование, множественность стационарных состояний, ethers, reactive distillation, combined processes, mathematical modeling, multiplicity of stationary states

1. Серафимов Л.А., Тимофеев В.С., Писаренко Ю.А., Солохин А.В. Технология основного органического синтеза. Совмещенные процессы. – М.: Химия, 1993. 416 с.

2. Hauan S., Hertxberg T. Why methyl tert-butyl ether production by reactive distillation may yield multiple solutions // Industr. & Eng. Chem. Res. 1995. V. 34. № 3. P. 987–991.

3. Singh B.P. Steady state analysis of reactive distillation using homotopy continuation // Chem. Eng. Res. & Design. 2005. V. 83 (А8). P. 959–968.

4. Muller D., Marquardt W. Experimental verification of multiple steady states in heterogeneous azeotropic distillation // Ind. Eng. Chem. Res. 1997. V. 36. P. 5410–5418.

5. Шувалов А.С., Малышева М.А., Писаренко Ю.А. Оценка возможности и условий реализации стационарных состояний в реакционно-ректификационном процессе // Теор. основы хим. технологии. 2003. Т. 37. № 5. С. 497–507.

6. Balogh J., Csendes T., Stateva R.P. Application of a stochastic method to the solution of the phase stability problem: Cubic equations of state // Fluid Phase Equilibria. 2003. V. 212. P. 257–267.

7. Waschler R., Pushpavanam S., Kienle A. Multiple steady states in two-phase reactors under boiling conditions // Chem. Eng. Sci. 2003. V. 58. № 1. P. 2203–2214.

8. Farhang J., Seader J.D., Saeed K. Global solution approaches in equilibrium and stability analysis using homotopy continuation in the complex domain // Comp. & Chem. Eng. 2007. V. 32. № 10. P. 2333–2345.

9. Писаренко Ю.А., Бирюков Д.М. Полистационарность в непрерывном процессе равновесного открытого испарения с химической реакцией // Вестник МИТХТ. 2008. Т. 3. № 5. С. 44–49.

10. Писаренко Ю.А., Данилов Р.Ю., Серафимов Л.А. Возможные виды разделения в непрерывных совмещенных реакционно-ректификационных процессах // Теор. основы хим. технологии. 1996. Т. 30. № 6. С. 641–649.

11. Солохин А.В., Назанский С.Л., Тимофеев В.С. Анализ возможности реализации принципа перераспределения полей концентраций для реакционно-ректификационных процессов // Теор. основы хим. технологии. 2005. Т. 39. № 2. С. 115–119.

12. Yang Bolun [et al.] Multiplicity analysis in reactive distillation column using ASPEN PLUS // Chinese J. Chem. Eng. 2006. V. 14. № 3. P. 301–308.

13. Самборская М.А., Кравцов А.В., Митянина О.Е. Формирование математической модели и исследование множественности стационарных состояний реакционно-ректификационного процесса // Изв. Томского политехн. университета. 2011. Т. 319. № 9. С. 90–95.

14. Кравцов А.В., Самборская М.А., Деньгина О.Е. Моделирование парожидкостного равновесия в системе «изобутилен – н-бутан – метанол – МТБЭ» // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2009. № 8. C. 11–14.