反應(yīng)精餾及其研究進(jìn)展

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第27卷第3期化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)Vol_27No．32006年6月JournalofChemicalIndustry&EngineeringJun．，2006反應(yīng)精餾及其研究進(jìn)展晉正茂，王維德(華僑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，福建泉州362021)摘要：反應(yīng)精餾是化學(xué)反應(yīng)和精餾分離耦合在一個設(shè)備中進(jìn)行的操作。簡述了反應(yīng)精餾技術(shù)，介紹了穩(wěn)態(tài)均相反應(yīng)精餾過程模擬的平衡級模型、非平衡級模型、非平衡池模型、統(tǒng)計模型、微分模型以及相應(yīng)的計算方法，并指出了今后的研究方向。關(guān)鍵詞：反應(yīng)精餾；平衡級；非平衡級；非平衡池；統(tǒng)計；微分中圖分類號：T

2、Q028．13文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006—7906(2006)03—0010—05在反應(yīng)精餾操作提出之前，化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)器恒定，混合物的組成變化不大，則系統(tǒng)的溫度分布將中進(jìn)行，而精餾分離在蒸餾塔中進(jìn)行。反應(yīng)精餾自基本保持不變，使化學(xué)反應(yīng)速率因溫度的變化所受1860年以來已經(jīng)被應(yīng)用于各種化工過程中]。但影響較小，也減小副反應(yīng)發(fā)生的機(jī)率。直到1921年，反應(yīng)精餾概念才由Backhaus提出[2]。c)減少設(shè)備投資費(fèi)用和操作費(fèi)用，也減少能量從20世紀(jì)30年代到60年代初，主要對一些特定體消耗]。由于化學(xué)反應(yīng)和精餾操作在一個精餾塔中系的工藝條件進(jìn)行探索，并且局限于板式塔中的

3、均進(jìn)行，所以化學(xué)反應(yīng)不需要專門的反應(yīng)器，不必進(jìn)行相反應(yīng)精餾。一直到60年代末，才開始對反應(yīng)精餾未參與反應(yīng)的反應(yīng)物二次蒸餾和重回反應(yīng)器的操的一般性規(guī)律進(jìn)行研究。70年代后，開始轉(zhuǎn)向反應(yīng)作，減少了能量消耗。若化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則產(chǎn)精餾的工藝計算，但是至今沒有形成系統(tǒng)的理論體生的反應(yīng)熱可以被蒸餾操作直接利用，減少了再沸系，同時也開始對催化精餾進(jìn)行研究[3]。從80年代器提供的能量。開始，對于反應(yīng)精餾的數(shù)學(xué)模擬、操作優(yōu)化、過程設(shè)d)設(shè)備緊湊，減少操作所需要占用的空間]。計進(jìn)行了大量研究工作，其中均相反應(yīng)精餾數(shù)學(xué)模e)可以有效地避免共沸物的形成給精餾分離操擬發(fā)展至今已經(jīng)比較成熟。

4、本文介紹了反應(yīng)精餾的作所帶來的困難。在反應(yīng)精餾中，由于化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)點、使用反應(yīng)精餾時的基本要求、對于反應(yīng)精餾的存在，在常規(guī)精餾中存在的共沸體系在反應(yīng)精餾中分類以及反應(yīng)精餾的應(yīng)用等，并且詳細(xì)地介紹了均可能消失J。相穩(wěn)態(tài)反應(yīng)蒸餾的數(shù)學(xué)模型及其解法，主要有平衡f)對于一些用常規(guī)精餾難以分離的物系，使用級模型、非平衡級模型、非平衡池模型以及統(tǒng)計模型反應(yīng)精餾可以獲得比較純凈的目的產(chǎn)物。如間二甲和微分模型。苯和對二甲苯是同分異構(gòu)體，使用常規(guī)精餾分離，需1反應(yīng)精餾及其應(yīng)用要較多的理論塔板數(shù)和較大的回流比，使用對二甲1．1反應(yīng)精餾的優(yōu)點苯鈉作為夾帶劑只需要6塊塔板即可有效分離。反應(yīng)精餾與

5、常規(guī)精餾都是在普通的蒸餾塔中進(jìn)g)對于催化蒸餾，催化劑填充層起著加速化學(xué)行，但由于精餾操作和化學(xué)反應(yīng)的相互影響，反應(yīng)精反應(yīng)速率和傳質(zhì)的作用]。尺寸不同的催化劑結(jié)構(gòu)餾具有自身顯著的優(yōu)點，主要有以下幾點：組成的床層可以有效地防止出現(xiàn)旁道和溝流等現(xiàn)a)提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和選擇性，有些情況象。催化劑顆粒一般都用其他物質(zhì)包裹起來，這樣下可使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率接近100[2]。對于可逆反避免了催化劑與器壁直接接觸，減輕了催化劑對設(shè)應(yīng)，蒸餾操作把生成物從反應(yīng)體系中移走，使化學(xué)反備的腐蝕，同時降低催化劑的磨損，延長了催化劑的應(yīng)不斷向正方向移動，加大了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。對于連串反應(yīng)，蒸餾操作及

6、時地把中間產(chǎn)物從反應(yīng)體收稿日期：2005—12—23系中移走，可以避免副產(chǎn)物的產(chǎn)生，同時提高了反應(yīng)作者簡介：晉正茂(1982-)，男，河南洛陽人，碩士研究生，主物的選擇性。要從事精餾的數(shù)學(xué)模擬研究。b)化學(xué)反應(yīng)過程容易控制【4]。操作系統(tǒng)壓力E-mail：jinzheng@hqu．edu．cn維普資訊http://www.cqvip.com晉正茂等反應(yīng)精餾及其研究進(jìn)展·11·使用壽命。業(yè)上，重要的反應(yīng)精餾過程主要包括以下反應(yīng)類1．2使用反應(yīng)精餾的基本要求型[¨：(1)酯化反應(yīng)；(2)乙烯基乙酸鹽的合成；(3)酯由于反應(yīng)精餾是化學(xué)反應(yīng)和精餾分離耦合的操交換反應(yīng)；(4)水解反

7、應(yīng)；(5)縮醛化作用；(6)水合／作過程，所以化學(xué)反應(yīng)和精餾操作既相互促進(jìn)，又相脫水作用；(7)烷化／烷基交換作用／脫烷作用；(8)異互限制。一個化學(xué)工藝如要使用反應(yīng)精餾操作得到構(gòu)化作用；(9)氯化作用；(10)氫化作用／脫氫加硫；所需要的目的產(chǎn)物，必須滿足以下基本要求：(11)二聚／齊聚作用；(12)硝基作用；(13)乙醇胺的a)化學(xué)反應(yīng)必須在液相中進(jìn)行[1。生產(chǎn)；(14)碳?；?15)氨化作用；(16)醇解反應(yīng)；b)在操作系統(tǒng)壓力下，主反應(yīng)的反應(yīng)溫度和目(17)氨基化作用。以上反應(yīng)類型所包括的具體反應(yīng)的產(chǎn)物的泡點溫度接