（控制科学与工程专业论文）苯与丙烯乙烯烷基化反应精馏的模拟.pdf

学位论文数据集 中图分类号 t p l 5 学科分类号 5 1 0 8 0 2 0 论文编号1 0 0 1 0 2 0 1 1 0 8 1 2密级 公开 学位授予单位代码 1 0 0 l o 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名陈宁学号 2 0 0 8 0 0 0 8 1 2 获学位专业名称控制科学与工程获学位专业代码0 8 1 1 0 2 课题来源自选课题研究方向化工过程模拟 论文题目苯与丙烯乙烯烷基化反应精馏的模拟 关键词 苯，乙烯，丙烯，烷基化，反应精馏，稳态，动态 论文答辩日期2 0 1 1 年5 月2 6 日论文类型基础研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名 职称 工作单位学科专长 化工过程设计、优化与 指导教师彭璇副教授北京化工大学 控制； 评阅人1 刘振娟研究员北京化工大学过程控制 评阅人2李大字副教授北京化工大学控制科学与工程 评阅人3 评阅人4 评阅人5 答辩委员会主席曹柳林教授 北京化工大学流程工业的建模与控制 答辩委员1靳其兵教授北京化工大学先进控制，智能仪器 过程建模与仿真、过程 答辩委员2 楚纪正研究员北京化工大学 优化、先进控制 答辩委员3李大字 副教授北京化工大学控制科学与工程 答辩委员4刘振娟研究员北京化工大学 过程控制 答辩委员5张金会副教授北京化工大学网络化控制 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中 查询。 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 哪47 4肌77舢8 ii-舢y 摘要 苯与丙烯乙烯烷基化反应精馏的模拟 摘要 反应精馏技术是近些年来迅速发展起来的一种特殊的精馏形 式，其将反应和分离过程置于一个塔中实现。与传统工艺相比，反 应精馏技术具有很多优点，更符合绿色、经济的要求，因此成为化 工过程分离领域的重要研究方向。 苯与烯烃的烷基化反应广泛应用于工业中，其生产方法包括汽 相法、液相法和催化精馏法，而采用催化精馏技术利用干气制乙苯 和异丙苯，可降低能耗，减少污染，因此具有良好的应用前景。 本文对苯与乙烯丙烯的反应精馏过程进行了模拟，主要工作如 下： 首先，采用平衡级模型分别对苯单独与乙烯或丙烯烷基化反应 的精馏过程进行模拟。采用f o n r a n 程序进行泡点法编程计算，并 与实验和非平衡级模拟进行了对比。结果表明，塔内温度和液相组 成分布与已有实验和非平衡级模拟吻合较好，表明平衡级方法能够 准确有效地描述此非均相催化反应精馏过程。 其次，对以上两个烷基化反应精馏过程的各操作参数和主要变 量进行了定性分析，主要包括进料苯烯比、塔内操作压力、反应段 级数、回流比、苯质量空速、进料位置和催化剂的装填分率，讨论 北京化工大学硕士学位论文 了其对烯烃的转化率以及设备操作t a c 的影响，从而可对优化操 作具有一定指导作用。 再次，由于炼油厂干气为含乙烯和丙烯的混合物，因此本文设 计了苯与乙烯丙烯混合进料时的反应精馏和将其釜液产物乙苯和 异丙苯进行精馏分离的工艺。并对此工艺进行了正交试验设计，以 烯烃转化率和t a c 来衡量工艺条件的优劣，确定了最优设计方案。 结果表明，所设计的工艺不仅能够达到转化率和t a c 的要求，也 能到达分离目标。 第四，由于反应速率模型的复杂性，使得反应精馏的动态过程 的模拟难度较大；而且，工业过程中苯与烯烃反应精馏工艺现先经 过反应器之后，再进行精馏分离。因此，对釜液分离的精馏塔进行 了动态模拟，并考察了在进料流率和组成为l o 的扰动情况下的 响应过程。结果表明，在经过一系列变化后，最终可达到另一稳态 值，符合平稳操作的要求。 关键词：苯，乙烯，丙烯，烷基化，反应精馏，稳态，动态 i l r e a c t i v ed i s t i l l a t i o n t e c l m o l o g yw h i c he n f o r c e s t h er e a c t i o na n d s 印a r a t i o ni sas p e c i a ld i s t i l l a t i o nf o r md e v e l o p e dq u i c h yi nr e c e my e a r s c o m p a r e dt om et r a d i t i o n a lp r o c e s s ，r e a c t i v ed i s t i l l a t i o nm e t h o dh a sm a n y a d v a n t a g e sa n dh a st h es a t i s f a c t o 巧0 ft h eg r e e na n de c o n o m y t h e r e f o r e ，i t h a sp r o v e dt ob ea ni i n p o r t a n tr e s e a r c hf i e l di nc h e m i c a ls 印a r a t i o n a 1 k y l a t i o nr e a c t i o no f b e n z e n eh a sb e e nu s e dw i d e l yi ni n d u s t t h e p r o d u c t i o nm e t h o d so fa l k y lb e n z e n ec o m 研s eg a sp h a s e ，l i q u i dp h a s ea n d c a t a l y t i cd i s t i l l a t i o nm e t h o d m o r e o v e r ，c a t a l y t i cd i s t i l l a t i o nm e t h o du s e di n p r o d u c i n ge t h y l b e i l z e n ea n dc u m e n eb yd 巧g a sc o u l ds a v ee n e 玛ya n d r e d u c ep 0 1 l u t i o n c o n s e q u e n t l y ，i th a sag o o d 印p l i c a t i o np r o s p e c t t h es i 枷l a t i o no fr e a c t i v ed i s t i l l a t i o n p r o c e s s o fb e n z e n ew i t h e t h y l e n ea n dp r o p y l e n eh a sb e e nt a k e np l a c e ，a n dt h em a i nw o f k sa r ea s f o l l o w s ： f i r s t l y ，t h ee q u i l i b r i u m ( e q ) s t a g em o d e lw a su s e dt od e s c r i b i n gt h e d i s t i l l a t i o n p r o c e s s e sw h i c hc o n t a i nt h ee t h y l e n ea n dp r o p y l e n ew i t h i l i b e i 屹e n er e s p e c t i v e l y ，a n dc o n l p u t e rs i m u l a t i o nw a sc o n d u c t e dw i t ht h e f o i 汀r a np r o g r a m t h e nt h e e x p e r i m e n t a l r e s u l tw a sp r o v i d e dt o c o m p a r et h es i m u l a t i o no fb o t he qs t a g em o d e la n d n o n e q u i l i b r i u m ( n e q ) s t a g em o d e l i tc a nb eo b s e r v e dt h a tt w om o d e l sc o u l da g r e ew e l lw i t ht h e e x p 嘶m e n ta n dt h e r eh a v en oc o n s i d e r a b l ed i f r e r e n c eb 咖e e nt h e mf o rt h i s s y s t e m t h e r e f o r e ，t h ee qs t a g em o d e l i sa b l et od e s c r i b et l l ea l k y l a t i o no f b e l l z e n ew i t he m y l e n ea n d p r o p y l e n e s e c o n d l y ，q u a l i t a t i v ea n a l y s i so ft h ea b o v ea l k y l a t i o nr e a c t i o n d i s t i l l a t i o np r o c e s st oo p e r a t i n gp a r a m e t e r sa n dt h em 旬o rv a r i a b l e sw e r e c o n d u c t e d i tm a i n l yc o n t a i n e dt h ef e e db e ( p ) m o l a rr a t i o ，c o l u m n o p e r a t i n gp r e s s u r e ，s t a g en u m b e r so fr e a c t i v es e c t i o n ，r e n u xr a t i o ，w e i g h t s p a c ev e l o c 时o fb e n z e n e ，f e e de ( p ) p o s i t i o na n dp a c l ( i n g 矗a c t i o no f c a t a l y s t t l l ec o n v e r s i o no ft h ep r o d u c ta n dt a c ( t o t a la n n u a lc 印a c i t y ) w e r eu s e df o ri n d i c a t o r t ot h eo p t i m i z a t i o n o p e r a t i o n t h i r d l y ，a sar e s u l to ft h em i x t l l r eo fe t h y l e n ea n dp r o p y l e n ei n r e f i n e 哆d 巧g a s ，t h ed i s t 饥a t i o np r o c e s sw h i c hi n c l u d et h er e a c t i v e d i s t i l l a t i o nw i t ht h ef e e d i n go fb e n z e n ew i t he t h y l e n ea n dp r o p y l e n ea n d t h ec o i e m i o n a ld i s t i l l a t i o n o ft h e b o t t o m a c c o r d i n gt oa n a l y s i so f p a r a m e t e r s ，o r t h o g o n a le x p e d m e n td e s i g nw a sd e s i g n e da n dt h eo p t i m a l d e s i g n i n gs c h e m ew h i c hi sm e a s u r e db yo l e f i n sc o n v e r s i o na n dt a cw a s d e t e m i n e d i tt u m e do u tt h a tt h eo l e f i n sc o n v e r s i o na n dt a c c a nm e e t r e q u i r e m e n t ，a sw e l la ss 印a r a t i o nt a 玛e t 1 v a b s t r a c t f o u r t h l y s i n c et h ec o m p l e x i t yo ft h er e a c t i o nr a t em o d e lm a k e st h e s i m u l a t i o no fd y n a m i cp r o c e s so fr e a c t i o nd i s t i l l a t i o n d i f j i c u l t y m a ti s m o r e ，t h ei n d u s t r i a lp r o c e s so fb e n z e n ea n do l e 行n sr e a c t i o nd i s t i l l a t i o n p r o c e s si sg ot h r o u g ht h er e a c t o rf i r s t l y ，a n dt h e nc o n d u c td i s t i l l a t i o n s 印a r a t i o n t h e r e f o r e ，t h ed y n a m i cs i m u l a t i o no ft h eb o t t o mi sc a r r i e d t h r o u 曲， a 1 1 dm e ns t 印 r e s p o n s ep r o c e s s i n f e e d i n g f l o wr a t ea n d c o m p o s i t i o no f10 o f t h ed i s t u r b a n c ew a si n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w t h a ta 1 1 0 t h e rs t e a d y - s t a t ev a l u ec a nr e a c ha r e ras e r i e so fc h a n g e sa n di tc a n b ea c c o r dw i t hr e q u i r e m e n to fs m o o t ho p e r a t i o n 1 ( e yw o r d s ： b e n z e n e ， e t h y l e n e ，p r o p y l e n e ，a l k y l a t i o n ， r e a c t i v e d i s t i l l a t i o n ， s t e a d ys i n m l a t i o n ，d y l l a m i cs i n l u l a t i o n v 北京化r t 大学硕七学位论文 二- _ 二二二二一 v i 目录 目录 第一章绪论。l 1 1 反应精馏技术发展概况1 1 1 1 反应精馏技术工艺及其特点1 1 1 2 反应精馏技术的应用领域3 1 2 反应精馏过程的模拟5 1 2 1 反应精馏的数学模拟5 1 2 2 反应精馏过程的优化8 1 2 3 反应精馏的控制9 1 2 乙烯丙烯烷基化反应概况10 1 2 1 烷基化反应原理及应用1 0 1 2 2 催化剂的发展10 1 2 3 烷基苯合成工艺的进展1 1 1 3 本文工作12 第二章反应精馏模型及算法介绍1 3 2 1 数学模型1 3 2 1 1 平衡级模型1 3 2 1 2 相平衡方程1 5 2 1 3 宏观动力学方程15 2 2 泡点法介绍l7 2 2 1 方程解离方法1 7 2 2 2 三对角矩阵的托马斯解法( 追赶法) 。19 2 2 3 泡点法( b p 法) 介绍2 0 2 3 进行优化的指标2 3 2 3 1 转化率和选择性2 3 2 3 2 每年总成本t a c ( t o t a l 舢m u a lc o s t ) 2 4 第三章丙烯、乙烯与苯反应精馏的稳态模拟2 7 3 1 丙烯与苯烷基化反应精馏稳态模拟。2 7 3 1 1 工艺过程2 7 v i i 北京化工大学硕士学位论文 3 1 2 数学模型2 7 3 1 3 模型求解2 9 3 1 4 结果与讨论2 9 3 2 乙烯与苯烷基化反应精馏稳态模拟31 3 2 1 工艺过程3l 3 2 2 数学模型及求解3 2 3 2 3 结果与讨论3 3 3 3 稳态操作参数分析3 4 3 3 1 进料苯烯比的影响3 5 3 3 2 塔内压力的影响3 6 3 3 3 反应段级数的影响3 6 3 3 4 回流比的影响3 7 3 3 5 苯质量空速的影响3 8 3 3 6 烯烃进料位置的影响3 9 3 3 7 催化剂装填分率的影响4 0 第四章烷基化反应精馏的稳态模拟以及优化设计4 1 4 1 正交化设计方法概述4 l 4 1 1 正交表4 l 4 1 2 正交试验的操作方法4 2 4 1 3 正交试验分析结果。4 2 4 2 正交化选择较优化工艺过程。4 3 4 2 1 制定因素水平表4 1 4 3 4 2 2 选择正交表4 3 4 2 3 设计表头4 3 4 2 4 确定模拟方案并进行模拟4 3 4 2 5 结果分析4 6 4 2 6 综合权衡五个指标，得到优化条件4 9 4 3 苯反应精馏稳态模拟5 0 4 3 1 工艺过程5 0 4 3 2 数学模型及求解5l 4 3 3 结果与讨论5 2 4 4 烷基化反应精馏塔釜产品的精馏稳态模拟5 3 4 4 1 工艺优化过程5 3 v l l l 目录 4 4 2 数学模型与求解5 4 4 4 3 结果与讨论5 4 第五章精馏过程的动态模拟。5 7 5 1 精馏塔的动态数学模型5 7 5 2 动态模型的求解过程。5 8 5 3 釜液精馏过程的动态模拟6 0 5 3 1 动态平衡值与稳态值的对比6 0 5 3 2 精馏过程的动态响应曲线6 0 5 4 扰动下的动态响应6 2 5 4 1 进料流率扰动l o 时的响应过程6 2 5 4 2 进料苯的组成扰动l o 时的响应过程6 2 第六章结论与展望。6 5 6 1 结论6 5 6 2 研究展望。6 6 参考文献6 7 附录。7 1 一 致 射。7 5 研究成果及发表的学术论文。7 7 导师与作者简介。7 9 i x 一 北京化工大学硕七学位论文 二= 二二_ 一一 x 1 2 1m a t h e m a t i c a lm o d e lo f r e a c t i v ed i s t i l l a t i o n 5 1 2 2o p t i m i z a t i o no f r e a c t i v ed i s t i l l a t i o n 一8 1 2 3c o n t l 0 1o f r e a c t i v ed i s t i l l a t i o n 一9 1 2h l 怕d u c t i o no f e 也y l e n ea n dp f o p y l e l l e 出y l a t i o nr e a c t i o n 1 0 1 2 1p r i n c i p l e 龇l da p p l i c a t i o no fa l k y l a t i o nr e a c t i o n 1o 1 2 2d e v e l o p m e n to f c a t a l y 妣1 0 1 2 3s y n t h e s i sd e v e l 叩m e n to fa l k y lb e n z 朗e 1 1 1 3t h ep a p e rw o r k 一12 c h a p t e r 2m o d e n ga n da l g o r i t h mi n t r o d u c t i o no f r e a c t i v ed i s t i u a t i o n 1 3 2 1m a c h 锄a t i c a lm o d e l 。13 2 1 1e q u i l i 嘶u ms t a g em o d e l 13 2 1 2p h a s e e q m l i b r i u me q u a t i o n 1 5 2 1 3m 卿d w l 锄i c se q u a t i o n 15 2 2b u b b l e p o i n tm e t h o di n 臼o i i u c t i o n 17 2 2 1d i s i n t e g r a t em e m o do fe q u a t i o n 17 2 2 2t h o m a s t r i d i a g o n a lm a t r i c e ss o l u t i o nm e m o d s ( c h a u s e a r e rm e m o d ) 1 9 2 2 3b u _ b b l e - p o i n t ( b p ) m 甜l o di n t r o d u c t i o n 2 0 2 3o p t i m i z a t i o ni n d e x 一2 3 2 3 1c o n v e r s i o na n ds e l e c t i v i t v 一2 3 2 3 2t a c ( 1 o t a la r u l u a lc o s t ) 2 4 c h a p t e r 3s t e a d y s i m u l a t i o nf o r a l k y i a t i o n r e a c t i v ed i s t i u a t i o no f p r o p y l e n e ，e t h y l e n ea n d b e n z e n e 。2 7 3 1s t e a d ys i m u l a t i o nf o ra l k y l a t i o nr e a c t o v ed i s t i l l a t i o no f p m p y l e n ea i l db 黜亿e n e 2 7 x l 北京化工大学硕士学位论文 3 1 1t b c l l i l i c a lp r o c e s s 2 7 3 1 2m a m e m a t i c a lm o d e l 2 7 3 1 3m o d e ls o l v i n g 一2 9 3 1 4r e s u l t s 觚dd i s c u s s i o n 2 9 3 2s t e a d ys i m u l a t i o n 矗) ra l k y l a t i o nr e a c t o v ed i s t i l l a t i o no f e m y l e i l ea n db e i l z e 3 1 3 2 17 i 、纪h n i c a lp r o c e s s 31 3 2 2m a t h e m a t i c a lm o d e la i l ds o l v i n g 3 2 3 2 3r e s u l t s 孤dd i s c u s s i o n 3 3 3 3a n a i y s i so f s t c a d yo p e r a t i o np a r a m e t e r s 。3 4 3 3 1e 疏c to f t h ef e c dbe i ! 亿e n c o l e f i nr a t i o 3 5 3 3 2e 丘e c to f c o l u 】咖p r e s s u r e 3 6 3 3 3e f r e c to f r e a c t i v es t a g e s 3 6 3 3 4e f f - e c to fr e n u xr a t i o 3 7 3 3 5e 毹c to f w e i g h ts p a c ev e l o c i t yo f b e n z e n e 3 8 3 3 6e 矗e c to ff e e dp o s i t i o no fo l e 6 n 3 9 3 3 7e 毹c to f c a t a l y s tl o a d i n g 胁c t i o n 4 0 c h a p t e r 4s t e a d ys i m u l a t i o na n do p t i m i z a t i o nf o rr e a c t i v ed i s t i u a t i o n 4 l 4 1c 耐h 0 9 0 n a l i z a t i o nd e s i 萨m e t o o di n 乜0 d u c t i o n 4 1 4 1 1o r m o 窖o n a ll i s t 4 l 4 1 2o p e r a t i o nm e t h o do f o m l o g o n a lt e s t 4 2 4 1 3a n a l y s i so f o n h o g o n a lt e s t 4 2 4 2p r o c e s s0 p t i m i z a t i o nu s i n go n l l o g o n a lm e m o d 4 3 4 2 11 a b l u l a t i n gf a c t o r - l e v e l l i s t4 - l 4 3 4 2 2c h o o s eo r c h 0 9 0 n a ll i s t 4 3 4 2 3d e s i 印m eh e a d e r 4 3 4 2 4c o n f i 册t h es i i n u l a t i o np r o 黟锄锄dc a l l r yo n 4 3 4 2 5r e s u l t sa 1 1 da 1 1 a l y s i s 4 6 4 2 6o p t i m i z e dc o n d i t i o n s 舶mw e i g l l i n gf i v ei n d e x 4 9 4 3s t e a d ys i m u l a t i o nf o r 陀a c t i v ed i s t i l l a t i o no f b e n z e n e 5 0 4 3 1t e c h i l i c a lp r o c e s s 5 0 4 3 2m a t h e m a t i c a lm o d e l 觚ds o l v i n g 51 4 3 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 5 2 4 4s t e a d vs i m u l a t i o nf o rd i s t i l l a t i o no f t h eb o t t o m 5 3 x l i 5 4 1r e s p o n s ep r o c e s si nt 1 1 ef e e dn o wd i s t i l r b a n c e 1o 。6 2 5 4 2r e s p o n s ep r o c e s si nt l l ef e e db e i l z c i l ec o n p o s i t i o nd i s t u r b a l l c c 1o 6 2 c h a p t e r 6c o n c l u s i o na n dp r o s p e c t 6 5 6 1c o n c h l s i o n 6 5 6 2r e s e 柚p r o s p e c t 6 6 r e f b r e n c e s 。6 7 a p p e n d i x 。7 1 a c k n o w l e d g e m e n t s ? 7 5 r e s e a r c hr e s u l t sa n dt h ea c a d e m i cp a p e r sp u b l i s h e d 。7 7 b r i e fi n t r o d u c t i o no ft h ea t i v i s e ra n da u t h o r 。7 9 北京化工大学硕士学位论文 = = 二二- 一- x i v 第一章绪论 1 1 反应精馏技术发展概况 第一章绪论 反应精馏技术将反应过程和精馏过程合二为一，即把原来在反应器和精馏塔 中分别进行的反应和分离过程置于一个塔中实现【l 】，这一技术早在上世纪2 0 年代应 用于酯化反应，但直到6 0 年代才受到重视【2 1 。 1 1 1 反应精馏技术工艺及其特点 反应精馏是精馏技术中的一个特殊领域，最早由b a c c h a u s 【3 】于1 9 2 1 年提出，其 研究领域在均相反应精馏中，2 0 世纪7 0 年代初期才扩展到非均相体系，s e 衄e w a l d 【4 】 对此过程( 即催化精馏) 进行了描述。从此，反应精馏不再局限于均相反应，同时 也开始了对非均相催化精馏的研究。 对可逆反应a + bh c + d 进行反应并精馏可得到产物c 、d ，传统工艺和反应精 馏工艺的主要流程图分别如图1 1 和图1 2 所示。由图1 1 可见，传统工艺需先将物 料a 、b 进行反应，然后再进行精馏分离。由于反应平衡的限制，反应后进入到精 馏塔的混合物中反应物的含量较高，分离时就不能得到纯度较高的产物。另外， 对反应物不加回收会造成原料的浪费，故此工艺精馏塔后续部分还需增加回收装 置【5 1 。由图1 2 可见，物料a 、b 按照其相对挥发度关系，分别从不同塔板处进入到 反应精馏塔中，在反应段充分接触进行反应，同时产物和反应物及时进行精馏分 离。反应精馏过程能够将反应和精馏分离两过程有机结合起来，反应的同时又将 反应物和产物进行分离，对此过程起到强化作用；分离过程能够强化反应过程， 使得转化率大幅度提高【6 】。物料在反应段产生的反应热可同时用来进行精馏分离， 因此能够比传统工艺减少很多能耗。并且反应和分离相互促进，能够得到较高的 转化率和分离效率。此外，单塔操作能够节省设备投资，进而减少操作费用。由 以上对比可知，反应精馏工艺节省了成本，并能提高收率，具有重要的应用价值。 基于以上对比分析，反应精馏工艺具有以下优剧7 】： ( 1 ) 由于反应器和分离塔构成的传统生产工艺简化为一个反应精馏塔，使得整 个装置流程得到简化，工艺的复杂性降低，设备投资降低，操作费用降低。 ( 2 ) 反应物的转化率得到提高，可达到1 0 0 。转化率的提高使得循环操作费 用减少。反应精馏过程中，反应和精馏分离过程共存，反应产物不断从反应段分 离到提馏段和精馏段，使反应不断向生成产物的方向移动，从而克服了化学平衡 北京化工大学硕士学位论文 图1 1 传统的反应和精馏工艺示意图 f i g 1 - 1s c h 锄a t i co f 圮缸d i t i o n a lp r o c e s so f m t i v c 觚dd i s t i l l a t i d ( 可能含有少量b ) 图l - 2 反应精馏工艺示意图 f i g 1 2s c h 锄a t i co ft l l e 舱a c t i v ed i s t i l l a t i o np r o c 铭s 对转化率的限制，因此可能出现反应物的完全转化，大大提高了转化率。 ( 3 ) 选择性提高。对多反应过程，产物不断分离可抑制副反应的发生，从而使 副产物减少，提高了主产物的选择性。 ( 4 ) 对催化精馏过程，催化剂可循环利用，从而在同样的转化率条件下，所需 第一章绪论 要的催化剂减少。 ( 5 ) 阻止了共沸物的生成。当产物为共沸混合物时，由于反应精馏条件可使共 沸物在塔身中完全反应，使得反应精馏过程具有极大的优势。 ( 6 ) 减少副产物的形成。 ( 7 ) 热耦合增强，使得热负荷降低。当反应为放热反应时，反应热可用来提供 部分组分汽化所需得热量，因此可减少加热蒸汽量，从而降低再沸器热负荷。 ( 8 ) 避免了“热点区的出现，过程稳定。在放热反应中，反应热被精馏过程 消耗，而塔内各级温度由于汽液平衡所限制，为各级压力下的混合物的泡点温度。 故反应温度可通过调整塔板压力来控制，从而避免了“飞温”现象。 但是，尽管反应精馏有诸多优点，在实际中仍存在一些不利因素，进而限制 了反应精馏的应用。主要的限制和困难如下【7 】： ( 1 ) 相对挥发度的限制。反应物和产物必须有合适的相对挥发度，从而保证反 应区内反应物的浓度较高，产物的浓度较低； ( 2 ) 停留时间的限制。如果在反应段停留时间很长，则需要塔板直径很大，塔 板持液量较大。那么，与这种工艺相比，采用先反应后分离的工艺具有