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1、第七章反应精馏第1页，本讲稿共22页2.2.利用反应热利用反应热利用反应热利用反应热节省能量节省能量节省能量节省能量3.3.反应与精馏同在一个设备反应与精馏同在一个设备反应与精馏同在一个设备反应与精馏同在一个设备节省设备投资节省设备投资节省设备投资节省设备投资4.4.难分离物系难分离物系难分离物系难分离物系获得较纯产品获得较纯产品获得较纯产品获得较纯产品第2页，本讲稿共22页二、反应精馏类型二、反应精馏类型二、反应精馏类型二、反应精馏类型1 1.精馏精馏精馏精馏促促促促 进进进进反应反应反应反应（1 1）酯化反应酯化反应酯化反应酯化反应精精精精 馏馏馏馏不断移去产物不断移去产物不断移去产物不断
2、移去产物生成酯生成酯生成酯生成酯促促促促 进进进进第3页，本讲稿共22页原理：原理：原理：原理：可逆反应中：可逆反应中：可逆反应中：可逆反应中：当当当当 产物产物产物产物 反应物反应物反应物反应物 产物产物产物产物液相液相液相液相蒸蒸蒸蒸 除除除除破破破破 坏坏坏坏原有平衡原有平衡原有平衡原有平衡反应反应反应反应生成物生成物生成物生成物进进进进 行行行行提提提提 高高高高单程转化率单程转化率单程转化率单程转化率可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应不可逆反应不可逆反应不可逆反应不可逆反应一定程度上一定程度上一定程度上一定程度上A+B A+B C+D C+D 相对挥发度相对挥发度相对挥发度相对挥发度第
3、4页，本讲稿共22页实例：实例：实例：实例：沸点：沸点：沸点：沸点：T T酯酯酯酯 T T乙酸乙酸乙酸乙酸 、T T乙醇乙醇乙醇乙醇 T T酯、水、醇酯、水、醇酯、水、醇酯、水、醇 （三元恒沸物）（三元恒沸物）（三元恒沸物）（三元恒沸物）T T乙酸乙酸乙酸乙酸 、T T乙醇乙醇乙醇乙醇 反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏不断移去不断移去不断移去不断移去乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯第5页，本讲稿共22页（2 2）连串反应）连串反应）连串反应）连串反应A AR RS Sk k1 1k k2 2T T1 1T T2 2a.a.S S为目的产物为目的产物为目的产物为目的产物如：香豆素生产工艺如：香豆
4、素生产工艺如：香豆素生产工艺如：香豆素生产工艺CHOCHOOHOH+(CH+(CH3 3CO)CO)2 2OOCHOCHOOCOCHOCOCH3 3+CH+CH3 3COOHCOOHCHOCHOOCOCHOCOCH3 3催化剂催化剂催化剂催化剂200 220200 2200 0C CC=OC=O+H+H2 2OO水杨醛水杨醛水杨醛水杨醛水杨醛单乙酯水杨醛单乙酯水杨醛单乙酯水杨醛单乙酯香豆素香豆素香豆素香豆素第6页，本讲稿共22页传统工艺：传统工艺：传统工艺：传统工艺：两个反应分别在两个反应器中进行，两个反应分别在两个反应器中进行，两个反应分别在两个反应器中进行，两个反应分别在两个反应器中进行，
5、收率为收率为收率为收率为65%75%65%75%，反应时间，反应时间，反应时间，反应时间6 6小时小时小时小时采用反应精馏技术：采用反应精馏技术：采用反应精馏技术：采用反应精馏技术：选择操作压力和反应介质选择操作压力和反应介质选择操作压力和反应介质选择操作压力和反应介质提提提提 供供供供反应反应反应反应满满满满 足足足足精馏精馏精馏精馏适宜温度、适宜温度、适宜温度、适宜温度、浓度分布浓度分布浓度分布浓度分布第7页，本讲稿共22页第8页，本讲稿共22页采用反应精馏后：采用反应精馏后：采用反应精馏后：采用反应精馏后：反应时间缩短为几十分钟，反应时间缩短为几十分钟，反应时间缩短为几十分钟，反应时间缩
6、短为几十分钟，收率提高到收率提高到收率提高到收率提高到85%95%85%95%原因：原因：原因：原因：反应物的不断移出反应物的不断移出反应物的不断移出反应物的不断移出 合理的温度浓度分布合理的温度浓度分布合理的温度浓度分布合理的温度浓度分布改变反应平衡、又加快反应速度改变反应平衡、又加快反应速度改变反应平衡、又加快反应速度改变反应平衡、又加快反应速度第9页，本讲稿共22页b.b.b.b.R R为目的产物为目的产物为目的产物为目的产物利用反应精馏利用反应精馏利用反应精馏利用反应精馏把产物把产物把产物把产物R R尽快尽快尽快尽快移出反应区移出反应区移出反应区移出反应区有有有有 效效效效进一步反应进
7、一步反应进一步反应进一步反应避避避避 免免免免第10页，本讲稿共22页一般情况下，一般情况下，一般情况下，一般情况下，平行连串反应：平行连串反应：平行连串反应：平行连串反应：（目）（目）（目）（目）反应反应反应反应精馏精馏精馏精馏 尽快移去尽快移去尽快移去尽快移去R R平衡右移平衡右移平衡右移平衡右移避免避免避免避免R R 破坏破坏破坏破坏提高提高提高提高R R的收率的收率的收率的收率第11页，本讲稿共22页第12页，本讲稿共22页2.2.化学反应化学反应化学反应化学反应促促促促 进进进进精馏分离精馏分离异丙苯钠（异丙苯钠（异丙苯钠（异丙苯钠（IPNaIPNa）和二甲苯（）和二甲苯（）和二甲苯
8、（）和二甲苯（MxMx、PxPx）反应）反应）反应）反应对二甲苯对二甲苯对二甲苯对二甲苯分离分离分离分离间二甲苯间二甲苯间二甲苯间二甲苯IPNa +PxIPNa +PxIP +PxNaIP +PxNaIPNa +MxIPNa +MxIP +MxNaIP +MxNaPxNa +MxPxNa +MxPx +MxNaPx +MxNa第13页，本讲稿共22页原理：原理：原理：原理：C C8 8芳烃异构体芳烃异构体芳烃异构体芳烃异构体活性金属活性金属活性金属活性金属金属化作用金属化作用金属化作用金属化作用与与与与C C8 8芳烃异构体进行的金属交换反应迅速芳烃异构体进行的金属交换反应迅速芳烃异构体进行的
9、金属交换反应迅速芳烃异构体进行的金属交换反应迅速金属有机化合物蒸气压很低金属有机化合物蒸气压很低金属有机化合物蒸气压很低金属有机化合物蒸气压很低加入活泼金属的有机化合物加入活泼金属的有机化合物加入活泼金属的有机化合物加入活泼金属的有机化合物(Na K(Na K(Na K(Na K Li)Li)Li)Li)芳烃异构体芳烃异构体芳烃异构体芳烃异构体 选择性选择性选择性选择性第14页，本讲稿共22页第15页，本讲稿共22页第16页，本讲稿共22页第17页，本讲稿共22页第18页，本讲稿共22页第19页，本讲稿共22页四、反应精馏的工艺条件四、反应精馏的工艺条件四、反应精馏的工艺条件四、反应精馏的工艺
10、条件1.1.加料位置加料位置加料位置加料位置思路思路思路思路：挥发度大反应物和催化剂在塔的下部加入挥发度大反应物和催化剂在塔的下部加入挥发度大反应物和催化剂在塔的下部加入挥发度大反应物和催化剂在塔的下部加入保证各反应物与催化剂充分接触保证各反应物与催化剂充分接触保证各反应物与催化剂充分接触保证各反应物与催化剂充分接触有足够的反应停留时间有足够的反应停留时间有足够的反应停留时间有足够的反应停留时间措施措施措施措施：保证有足够长度的反应段保证有足够长度的反应段保证有足够长度的反应段保证有足够长度的反应段目的目的目的目的：达到充分反应和分离产物达到充分反应和分离产物达到充分反应和分离产物达到充分反应
11、和分离产物第20页，本讲稿共22页2.2.适宜回流比适宜回流比适宜回流比适宜回流比 R R3.3.催化剂催化剂催化剂催化剂均相：均相：均相：均相：催化剂可以与反应物一起催化剂可以与反应物一起催化剂可以与反应物一起催化剂可以与反应物一起或根据相对挥发度大小、或根据相对挥发度大小、或根据相对挥发度大小、或根据相对挥发度大小、反应停留时间要求反应停留时间要求反应停留时间要求反应停留时间要求 在进料以上或以下加入塔在进料以上或以下加入塔在进料以上或以下加入塔在进料以上或以下加入塔 第21页，本讲稿共22页非均相：非均相：非均相：非均相：将固定床反应器和精馏塔合二为一将固定床反应器和精馏塔合二为一将固定床反应器和精馏塔合二为一将固定床反应器和精馏塔合二为一 即装在塔内的固体催化剂：即装在塔内的固体催化剂：即装在塔内的固体催化剂：即装在塔内的固体催化剂：既起催化作用又起精馏调节的作用既起催化作用又起精馏调节的作用既起催化作用又起精馏调节的作用既起催化作用又起精馏调节的作用第22页，本讲稿共22页