反应精馏是精简化工工艺流程的一种有效手段。反应精馏塔在结构上借鉴了过程强化的思路,其发展也迎合了当下日益严峻的能源不足的现状。但是,对某些反应物系,反应精馏塔并不能体现出优越性。当系统的相对挥发度排序为最不利时,两种传统反应精馏塔系(CRDS)都存在某些结构缺陷。本文在两种CRDS的基础上进行了结构的改进。针对常规三塔反应精馏塔系(CRDS-TC),使用传统换热器耦合的方法解决其返混严重的缺陷。针对双塔侧线出料反应精馏塔系(CRDS-DCSP),以提高其侧线出料塔板上最轻反应物的浓度为目标,提出了 一种连接物流物质传递的耦合方式。两种耦合的具体操作不同,但是经过耦合得到的结构相同,都是双隔壁反应精馏塔(DD-RDC)。以理想四元可逆反应物系的分离为例对提出的DD-RDC的稳态特性进行研究,结果说明DD-RDC的稳态性能优于两种CRDS的稳态性能。本文对DD-RDC和CRDS塔板上液相组成分布、温度分布和反应速率分布进行了综合分析并得到结论:两种CRDS中具体缺陷不同,但本质上都是系统中各部分在发挥功能时相互冲突;两种耦合包含的具体操作不同,但本质上都增加了系统中某个部分的自我调整程度。本文进一步基于反应化学平衡常数和产物浓度对DD-RDC的稳态性能作了参数分析,证明了 DD-RDC稳态性能良好并不是针对所选反应的特例。本课题作为简化设计的一部分,提出的新结构可以为具体最不利挥发度排序反应物系的分离提供一条新的思路,提出的新耦合方法和设计变量自由度分析方法也能对反应精馏系统的设计起到良好的借鉴作用。