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在酯化反应器中生成的水和蒸发的EG进入工艺塔进行分离，水和少量的EG、乙醛从塔顶分离出去，排出系统外，EG和少量的水、DEG、夹带的齐聚物等回入酯化反应器。虽然工艺塔在工艺流程中作为一个独立装置，但工艺塔和酯化反应器组成了一个互相关联的系统即酯化系统，对其进行综合研究有不少优点，可以简化数学模型。

    水和EG的相对挥发度较大，在工艺塔中的分离是较易的。工业生产中工艺塔不设提馏段，精馏段塔板数为14～18块，操作回流比在1.2左右，塔顶馏出废水中含EG的重量分率可小于0.3%，塔底EG含水重量分率在3.5%左右。通过合理整定控制回路参数可以达到较稳定的操作。所以在数学模型化研究中可以较大限度地简化工艺塔的操作。即工艺塔的分离能力稳定，不随酯化反应器操作变化而变化，塔顶排出系统的水中含有0.3%的EG，塔底返入反应器的EG中含有3.5%的水。

    排出系统水量　　qH2O=QH2O-  3.5%QEG                         (40)

    损失EG量　　　　qEG=qH2O×0.3%                (41)

    其中QH2O、QEG分别为酯化反应器内水和EG的汽液传递量。

通过上述简化，工艺塔操作的数学模型简化为40，41二个代数方程式。可方便地应用于数学模拟中。    ㈣、酯化反应过程数学模拟

4.1   酯化反应器流动模型

    工业酯化反应如采用搅拌槽式反应器，为了使进入浆料较快混合，并使传热系数增大，一般采用较大的搅拌强度 ;为了达到要求的酯化率，反应器内物料的停留时间一般较长，所以酯化反应器的每个室的流动模型可以简化为一个连续流动理想全混式反应器—— CSTR。

    对复杂的工业酯化反应器可以通过冷模试验，测量停留时间分布建立起多釜串联的流动模型。

    对一个 CSTR可以写出其物料衡算式

                       Yi  =  F0 cio  -   Fci   +  W dci/ dt       (42)

                     累积量  进入量   出去量     反应量　下标 i为反应组元

　　为了便于计算，上式中假设反应器内物料的总重量 W保持不变。

当反应器操作达到定态时，累积量 Yi 等于零。反应器的动态方程为

    用反应器的流动模型 CSTR和精馏塔简化模型对酯化反应器内各组成作物料衡算 :

　　其中 c1 端羧基，c2 为 EG, c3端羟基，c4酯基，c5水，c6～ c8为各种形式 DEG, q EG,q H2 O为从工艺塔排出系统的 EG和水。

     4.2　酯化反应过程数学模型

     4.2.1　模型的简化和假设

     由于实际的反应过程很复杂，一个实用的数学模型必须对过程进行大量的合理简化，引入许多假设。在文献的各种研究中引入的简化和假设归纳如下

    1　把带搅拌装置的酯化反应器看作 CSTR，对复杂型式的反应器简化为多级串联的CSTR。

    2　不论聚合物链长如何，相同官能团具有相同的反应能力。

    3　酯化反应仅仅在液相发生反应。

    4　反应速率方程中的反应级数与计量方程相同。

    5　不同形式的 DEG反应速率附合质量作用定律，即 :k8=2 k7;k9=4k7。

    6　模型中不考虑生成乙醛的各种反应。

    7　模型中不考虑各种降解反应。

    8　 TPA的溶解速率非常快，反应过程中不考虑 TPA的溶解速率。

    9　用清晰点时的端羧基浓度来表征 TPA的溶解度。

    1 0　汽液平衡研究中液相组成简化为 EG,水和齐聚物三组分。

    1 1　汽液平衡研究中气相组成简化为 EG和水二组分。

    1 2　工艺塔的分离能力不变，不随酯化反应器操作变化而变化。

    4.2.2　齐聚物特性关系

    通过齐聚物的特性关系可以从分析指标计算出反应混合物各组元的浓度，计算出酯化率，平均聚合度，DEG含量等特性指标。

    4.2.5　TPA在反应混合物中的溶解度α

    在动力学计算中，如果出现 c1 >α，说明存在有 (c1 -α)的端羧基是以固相 TPA存在，不能参加反应。所以在数值计算中把α代替 c1 进行动力学计算。如果 c1 ≤α,说明反应混合物中固相 TPA已不存在，c1 为真实的端羧基浓度。

    4.2.6　汽液平衡

    见上文。

    4.2.7　反应器内气液传质速率

    见上文。

    4.2.8　工艺塔数学模型

    见上文。

    4.2.9　反应器内物料衡算

    见本文 (44～ 51 )式。 

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