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在酯化反应中产物水和酯存在共沸且难以分离的物系称为“Ⅱ类物系”,典型的Ⅱ类物系主要包括乙酸乙酯,乙酸异丙酯等。此类物系因复杂的共沸组成导致传统的反应精馏不能得到高纯度的水和酯。本文通过分析“Ⅱ类物系”的特点,以乙酸异丙酯体系为例,提出了反应萃取精馏(RED)合成乙酸异丙酯的工艺。通过均相分离工艺与反应有机结合,将反应、萃取、精馏耦合到一个塔中,实现以萃取促分离,以分离促反应的目的。由于反应萃取精馏耦合过程具有高度复杂性和非线性且多个过程相互影响,本研究以经济最优的参数为基础,针对不同流程构建了不同的动态控制结构,以保证装置平稳运行。本文首先从乙酸异丙酯体系的热力学角度分析了反应萃取精馏的可行性,并验证了NRTL-HOC可以准确地预测该体系的热力学性质。利用Aspen plus流程模拟软件对反应萃取精馏流程进行设计与优化,确定了最优条件下的年度总费用(TAC)为256(1000$/year)。针对该流程设计了基础控制结构和改进的控制结构,并分别考察了±20%的乙酸流量扰动和5%的进料组成扰动下的控制效果。通过比较平方误差积分(ISE)发现,改进后的控制结构的控制性能明显优于基础控制结构。为了提高能量利用率,最大程度降低反应萃取精馏过程的能耗和TAC,通过对换热物流的调整和搭配,本文提出了两种热量集成措施,即中间再沸式流程(IR-RED)和进料预热式(PF-RED)流程。经济优化结果显示相比无热集成的反应萃取精馏流程,中间再沸式流程的总能耗降低24.8%,TAC降低12.5%,而进料预热式流程的总能耗降低35.7%,TAC降低16.4%。针对进料预热式反应萃取精馏的流程特点,提出了温差控制结构和Q/F-温度串级控制两种控制方案,通过动态模拟得出无论是在进料流量扰动还是进料组成扰动下,两种控制方案表现出较好的控制效果。最后提出了隔壁塔反应萃取精馏工艺,将反应萃取精馏和萃取剂回收耦合在一个塔中,简化了生产流程。此外,对隔壁塔反应萃取精馏合成乙酸异丙酯的工艺参数进行模拟优化,得到了最优的工艺参数。针对隔壁塔反应萃取精馏工艺提出了带有温度调节气相分配比的控制结构,结果表明对于引入±20%的流量扰动和5%的异丙醇组成扰动,该控制结构具有良好的鲁棒性,而对于5%的乙酸组成扰动对生产会造成较大扰动,控制效果略差。