反應(yīng)精餾34加鹽精餾課件.ppt

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1、第三章多組分精餾和特殊精餾3.3反應(yīng)精餾3.4加鹽精餾2021/10/813.3反應(yīng)精餾反應(yīng)精餾是在進(jìn)行反應(yīng)的同時(shí)，用精餾方法分離產(chǎn)物的過程。反應(yīng)精餾的概念是1921年由Bacchsus提出的。由于同一設(shè)備中精餾與化學(xué)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，比單獨(dú)的反應(yīng)過程或精餾過程更為復(fù)雜。因此從20世紀(jì)30年代中期到60年代，大量研究工作是針對(duì)某些特定體系的工藝進(jìn)行的，60年代末開始反應(yīng)精餾一般規(guī)律的研究。目前，從理論到應(yīng)用上都有長(zhǎng)足的進(jìn)展，并已擴(kuò)大到非均相催化反應(yīng)精餾體系。3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用(1)利用精餾促進(jìn)反應(yīng)反應(yīng)精餾在工業(yè)上應(yīng)用是很廣泛的，例如酯化、酯交換、皂化、胺化、水解

2、、異構(gòu)化、烴化、鹵化、脫水、乙?；拖趸确磻?yīng)，具體反應(yīng)舉例見表3-3（P146）。3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用反應(yīng)精餾在進(jìn)行反應(yīng)的同時(shí)用精餾方法分離出產(chǎn)品的過程?？梢允菫樘岣叻蛛x效率而將反應(yīng)與精餾相結(jié)合的一種分離操作；也可以是為了提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率而借助于精餾分離手段的一種反應(yīng)過程。反應(yīng)精餾適合于可逆反應(yīng)，對(duì)于連串反應(yīng)具有獨(dú)特的優(yōu)越性。3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用(1)利用精餾促進(jìn)反應(yīng)當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物的相對(duì)揮發(fā)度大于或小于反應(yīng)物時(shí)，由于精餾作用，產(chǎn)物離開了反應(yīng)區(qū)，從而破壞了原有的化學(xué)平衡，使反應(yīng)向生成產(chǎn)物的方向移動(dòng)，提高了轉(zhuǎn)化率。應(yīng)用反應(yīng)精餾技術(shù)，在一定程度上變可逆反應(yīng)為不可逆，

3、而且可得到很純的產(chǎn)物。可逆反應(yīng)醇與酸進(jìn)行酯化反應(yīng)就是—個(gè)典型的例子。1983年Estman化學(xué)公司開發(fā)了生產(chǎn)醋酸甲酯反應(yīng)精餾工藝。原料醋酸和甲醇按化學(xué)反應(yīng)計(jì)量進(jìn)．以濃硫酸為催化劑，在塔中進(jìn)行均相酯化反應(yīng)精餾過程，如圖3-49所示?？赡娣磻?yīng)3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用(1)利用精餾促進(jìn)反應(yīng)連串反應(yīng)反應(yīng)精餾也具有獨(dú)特的優(yōu)越性。連串反應(yīng)為：A→R→S，按目的產(chǎn)物是R還是S，又可分為兩種類型：①S為目的產(chǎn)物。很多生產(chǎn)，原料首先反應(yīng)生成中間產(chǎn)物進(jìn)而得到目的產(chǎn)物，這兩步反應(yīng)條件一般不同，按傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，需分別在兩個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，有時(shí)尚需中間產(chǎn)物的精餾。反應(yīng)精餾的應(yīng)用，能使兩步反應(yīng)

4、在同一塔設(shè)備的兩個(gè)反應(yīng)區(qū)進(jìn)行，同時(shí)利用精餾作用提供合適的濃度和溫度分布，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高收率和產(chǎn)品純度。例如香豆素生產(chǎn)工藝的改進(jìn)即屬此例。②R為目的產(chǎn)物。對(duì)于這類反應(yīng)，利用反應(yīng)精餾的分離作用，把產(chǎn)物R盡快移出反應(yīng)區(qū)，避免副反應(yīng)進(jìn)行是非常有效的。氯丙醇皂化生成環(huán)氧丙烷的反應(yīng)精餾工藝是一個(gè)典型的應(yīng)用示例。3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用反應(yīng)精餾的優(yōu)點(diǎn)：①反應(yīng)產(chǎn)物不斷移出反應(yīng)區(qū)，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性提高；②由于反應(yīng)產(chǎn)物不斷離開反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)反應(yīng)物濃度較高，增加了反應(yīng)速度，提高了生產(chǎn)能力；③充分利用了反應(yīng)熱，節(jié)約能量。3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用(2)利用反應(yīng)

5、促進(jìn)精餾在很多化工過程中，需要分離相近沸點(diǎn)的混合物，例如C9芳烴、二氯苯混合物，硝化甲苯等異構(gòu)體。利用異構(gòu)體與反應(yīng)添加劑之間反應(yīng)能力的差異，通過反應(yīng)精餾而實(shí)現(xiàn)分離是異構(gòu)體分離技術(shù)之一。反應(yīng)精餾分離異構(gòu)體的過程是在雙塔中完成的。3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用(2)利用反應(yīng)促進(jìn)精餾加入第三組分到1塔中，使之選擇性地與異構(gòu)體之一優(yōu)先發(fā)生可逆反應(yīng)生成難揮發(fā)的化合物，不反應(yīng)的異構(gòu)體從塔頂餾出。反應(yīng)添加劑和反應(yīng)產(chǎn)物從塔釜出料進(jìn)入2塔，在該塔中反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生逆反應(yīng)，通過精餾作用，塔頂采出異構(gòu)體，塔釜出料為反應(yīng)添加劑，再循環(huán)至1塔。3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)反應(yīng)促進(jìn)精餾過程的基本條件：

6、①反應(yīng)是快速和可逆的，反應(yīng)產(chǎn)物僅僅存在于塔內(nèi)，不污染分離后產(chǎn)品；②添加劑必須選擇性地與異構(gòu)體之一反應(yīng)；③添加劑、異構(gòu)體和反應(yīng)產(chǎn)物沸點(diǎn)之間的關(guān)系符合精餾要求。(2)利用反應(yīng)促進(jìn)精餾3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用流程：使用有機(jī)的鈉金屬反應(yīng)添加劑分離對(duì)二甲苯和間二甲苯，鈉優(yōu)先與酸性較強(qiáng)的間二甲苯反應(yīng)，使對(duì)二甲苯從塔頂餾出。(2)利用反應(yīng)促進(jìn)精餾例：分離對(duì)二甲苯和間二甲苯的反應(yīng)精餾對(duì)二甲苯Px間二甲苯Mx異丙苯鈉IPNa沸點(diǎn),K411.8412.63.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用催化精餾實(shí)質(zhì)上是指非均相催化反應(yīng)精餾，即將催化劑填充于精餾塔內(nèi)，它既起加速反應(yīng)的催化作用，又作為填料起分離作

7、用，催化精餾具有均相反應(yīng)精餾的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，既適合于可逆反應(yīng)，也適合于連串反應(yīng)。(3)催化精餾催化精餾是美國(guó)CR＆L（ChemicalResearch＆Licensing）公司80年代初開發(fā)成功的一項(xiàng)新技術(shù),并首先成功應(yīng)用于甲基叔丁基醚(MTBE)的工業(yè)生產(chǎn)。3.3.1反應(yīng)精餾的應(yīng)用催化精餾優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)于受平衡制約的反應(yīng)，采用催化精餾能夠大大超過固定床的平衡轉(zhuǎn)化率。例如：甲基叔丁基醚（MTBE）的生產(chǎn)，固定床的異丁烯轉(zhuǎn)化率為96％-97％，而催化精餾則超過99.9％。對(duì)于叔戊基甲醚(TAME)生產(chǎn)效果更明顯，異戊烯轉(zhuǎn)化率由固定床的70％提高到90％以上。(3)催化精餾3

8、.3.1反