高等分離工程-反應(yīng)精餾

反應(yīng)精餾授課老師：張棟強演講人：史妍能否分離？反應(yīng)精餾與催化精餾區(qū)別：化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的地方化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在液相進行（反應(yīng)精餾）固體催化劑與液相的接觸表面進行（催化精餾）反應(yīng)精餾：在進行反應(yīng)的同時，用精餾方法分離產(chǎn)物的過程反應(yīng)精餾的作用反應(yīng)精餾=反應(yīng)+精餾提高反應(yīng)收率（反應(yīng)過程）提高分離效率（分離操作）010201使用反應(yīng)精餾的基本要求02反應(yīng)精餾塔形式的選用及催化劑的裝填03反應(yīng)精餾的優(yōu)點及其應(yīng)用04模擬研究進展主講內(nèi)容使用反應(yīng)精餾的基本要求a.化學(xué)反應(yīng)必須在液相中進行b.主反應(yīng)的反應(yīng)溫度和目的產(chǎn)物的泡點溫接近c.主反應(yīng)不能是強吸熱反應(yīng)d.主反應(yīng)時間不能過長e.催化蒸餾的催化劑應(yīng)具有較長的使用壽命f.注意催化劑的裝填結(jié)構(gòu)反應(yīng)精餾塔形式的選用及催化劑的裝填（1）反應(yīng)精餾塔的選用注意事項a.進料位置b.出料位置c.反應(yīng)熱量控制d.液相停留時間e.反應(yīng)區(qū)的位置f.理論塔板數(shù)g.產(chǎn)物和反應(yīng)物揮發(fā)度的影響h.能耗要求圖1.塔頂產(chǎn)物中組分B的濃度隨進料位置的變化圖2.塔內(nèi)反應(yīng)區(qū)分布圖3.酯化反應(yīng)精餾中理論板數(shù)與回流比的關(guān)系產(chǎn)物和反應(yīng)物揮發(fā)度的影響一）當(dāng)只需帶再沸器的精餾段A（再沸器）R（塔頂）化學(xué)反應(yīng)可位于塔內(nèi)或再沸器二）當(dāng)只需提餾段、全凝器、部分再沸器A（塔頂）R（再沸器）注意反應(yīng)完成的位置預(yù)測三）當(dāng)全鎦塔A、B（塔中）R（塔頂）S（塔底）揮發(fā)度小的入口高（2）催化精餾塔催化劑的裝填1.板式塔催化劑裝填方式①在板式塔外部設(shè)置反應(yīng)器②催化劑放入降液管中2.填充式催化劑裝填方式3.懸浮式裝填方式①催化劑懸浮于進料中②催化劑在塔板中的篩網(wǎng)上4.催化劑散裝

總之催化劑在塔內(nèi)的裝填方式必須滿足下列條件：a.使反應(yīng)段的催化劑床層具有較好的分離效率b.具有足夠的表面積c.允許催化劑的膨脹和收縮，而不損傷催化劑（1）反應(yīng)精餾的優(yōu)點1.提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和選擇性2.化學(xué)反應(yīng)過程容易控制3.減少設(shè)備投資費用和操作費用，也減少能量消耗4.設(shè)備緊湊，減少操作所需要占用的空間5.可以有效地避免共沸物的形成6.對于某些難分離的物系，可以利用反應(yīng)精餾來獲得較純的產(chǎn)品7.對于催化蒸餾，催化劑填充層起著加速化學(xué)

反應(yīng)速率和傳質(zhì)的作用（2）反應(yīng)精餾的應(yīng)用

1.成醚反應(yīng)

2.酯化反應(yīng)

3.水解反應(yīng)

4.加成反應(yīng)

5.脫水反應(yīng)

6.取代反應(yīng)

7.聚合物的合成反應(yīng)

8.其他反應(yīng)

模擬研究進展1.平衡級模型理想模型的假設(shè)：①化學(xué)反應(yīng)僅發(fā)生在液相②各塊塔板上氣液相完全混合③離開塔板的氣液兩相處于熱力平衡和相平衡④穩(wěn)態(tài)操作平衡級模型

常用計算方法（1）松弛法（2）同時校正法（3）三對角矩陣法（4）同倫延拓法2.非平衡級數(shù)學(xué)模型理想模型的假設(shè)：(1)化學(xué)反應(yīng)只發(fā)生在液相(2)相平衡只存在于氣液相界面(3)各塊