反应蒸馏通过将反应与分离结合在一个装置中,有效地解决了一些反应过程和分离过程的难题,同时直接导致过程效率的提高和设备投资及操作费用的降低。其成功的应用案例及其产生的巨大经济效益使得其成为国内外许多专家学者的研究热点。虽然相比于传统流程反应蒸馏塔对一些化工过程的性能有巨大的提升作用,但其优越性在很大程度上依赖于反应系统的热力学性质。当系统中组分的相对挥发度排序最为不利时(反应物为最轻和最重的组分,产物为中间组分),反应蒸馏塔将会因反应不充分导致的反应物转化率低而增加成本。针对这种体系,本课题组提出了外部环流反应蒸馏塔结构。该结构对于三元或四元的简单可逆反应体系表现出很好的性能。为了进一步验证所提结构的适用性,本文将外部环流反应蒸馏塔应用于更加复杂的反应体系,并且在全厂结构的基础上对该结构进行综合与设计。本文选取己二酸和戊二酸酯化流程,用外部环流反应蒸馏塔代替其中的常规反应蒸馏塔进行流程的设计,而后在全厂结构的基础上对外部环流反应蒸馏塔进行评价。结果表明,与常规反应蒸馏塔相比,外部环流反应蒸馏塔对于复杂反应体系能够大幅节省设备费用和操作费用。而且通过己二酸酯化系统和戊二酸酯化系统的横向对比发现,外部环流反应蒸馏塔节省年平均费用的幅度与所在体系的反应动力学有关,反应越难进行,反应速率越慢,节省的费用量越大。在全厂结构下,外部环流反应蒸馏塔对其后的蒸馏塔产生影响,其优势并没有通过自身直接体现,而是由其后的蒸馏塔间接体现出来。这些结果说明,外部环流的设置大大增强了反应蒸馏塔内部反应操作与分离操作之间的物质耦合与能量耦合,促使反应蒸馏塔性能大幅提升。因此对于复杂反应体系,而且相对挥发度排序为最不利时,外部环流反应蒸馏塔是一个很好的选择。