第一章3反应精馏

1、第一章第一章 间歇精馏和反应精馏间歇精馏和反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏适用情况：反应精馏适用情况：反应精馏适用情况：反应精馏适用情况：（1）可逆反应）可逆反应（1）可逆反应）可逆反应连串反应连串反应连串反应连串反应（2）异构体混合物分离）异构体混合物分离非均相催化反应精馏非均相催化反应精馏催化精馏催化精馏反应精馏特点反应精馏特点反应精馏限制条件：反应精馏限制条件：1.3 反应精馏工艺反应精馏工艺1.化学反应平衡化学反应平衡qpbaqpba baqpbaqprxxxxk对非理想体系：对非理想体系： baqpbaqpbaqpbaq

2、prxxxxkkr的大小也反应平衡转化率的大小。的大小也反应平衡转化率的大小。2.化学计量线：化学计量线：0000nxnxnxnxiikkikkkktnxnxnn000000)()(ktkkkiktkiixxxxxx2.化学平衡图：化学平衡图：pepnnnll212.化学平衡图：化学平衡图：acbxb xa 化学平衡线化学计量线l1l2化学平衡图（反应a+b=c，kr=8）3.反应精馏曲线和反应共沸物：反应精馏曲线和反应共沸物：0000) 1() 1(1/bnbcanacbnbcbanacaxxssxnxsxnx理想三元混合物的精馏曲线理想三元混合物的精馏曲线acbxb xa ac=3，bc=

3、2理想三元混合物的反应精馏曲线理想三元混合物的反应精馏曲线acbxb xa 化学平衡线化学计量线气液平衡线理想三元混合物的剩余曲线：理想三元混合物的剩余曲线：acbxb xa 化学平衡线abxb xa 剩余曲线化学计量线反应共沸物ca+b=2c理想三元混合物的剩余曲线：理想三元混合物的剩余曲线：abxb xa 剩余曲线化学计量线cacbxb xa 化学平衡线a+c=2b理想三元混合物的剩余曲线：理想三元混合物的剩余曲线：abxb xa 剩余曲线反应共沸物cacbxb xa 化学平衡线b+c=2abxb xa 反应共沸物的轨迹c最低共沸物aacb化学平衡线反应共沸物kr1kr2abxb xa 反

4、应共沸物的轨迹c最低共沸物acbxb xa 化学平衡线abxb xa 反应共沸物的轨迹c最低共沸物最低共沸物acbxa 化学平衡线xb 反应共沸物1.3.2 反应精馏概念设计反应精馏概念设计反应精馏概念设计反应精馏概念设计反应精馏概念设计反应精馏概念设计fababccabf1r1b1dq1r1ccba图1-37 生成单一产物的反应体系(a)反应和精馏顺序流程1.单一反应单一反应f1rabc化学平衡线abc1b1r1d1c图1-37 生成单一产物的反应体系(a)反应和精馏顺序流程1.单一反应单一反应fbabc反应段提馏段反应共沸物abcfb反应区精馏区图1-37 生成单一产物的反应体系(b)反应

5、精馏1.单一反应单一反应1.单一反应单一反应图1-37 生成单一产物的反应体系(a)反应和精馏顺序流程 (b)反应精馏有精馏边界的体系有精馏边界的体系图1-38 有精馏边界的体系(a)反应和精馏分开流程 (b)反应精馏流程 2.分解反应分解反应图1-39 分解反应c=a+b(a)反应和精馏分开流程 (b)反应精馏流程 2.分解反应且分解反应且ab形成形成最低共沸物最低共沸物图1-40 分解反应且a-b可形成最低共沸物(a)反应和精馏分开流程 (b)反应精馏流程 3.连串反应连串反应图1-41 连串反应体系(a)反应和精馏分开流程 (b)反应精馏流程 4. 反应精馏过程举例反应精馏过程举例水水环

6、氧乙烷环氧乙烷反应区反应区非反应区非反应区乙二醇乙二醇95%（摩尔分数）（摩尔分数）甲基叔戊基醚（甲基叔戊基醚（tame）的合成）的合成1.3.3 催化精馏中催化剂的填充方式：催化精馏中催化剂的填充方式：催化剂结构分类：催化剂结构分类：1.拟固定床式装填方式：拟固定床式装填方式：uop公司的装填方式公司的装填方式c.r.l.公司的装填方式公司的装填方式2.拟填料式装填方式：拟填料式装填方式：koch公司装填方式：公司装填方式：c.r.l.公司开发的催化剂捆扎包形式公司开发的催化剂捆扎包形式改进的催化剂捆扎包改进的催化剂捆扎包koch公司的新型催化剂结构公司的新型催化剂结构离子交换树脂直接加工填料：离子交换树脂直接加工填料：催化剂装填方式特点：催化剂装填方式特点：1.3.4 反应精馏的应用：反应精馏的应用：2.酯化和水解酯化和水解3.烷基化烷基化6.醇类脱水醇类脱水1.4 反应精馏过程模拟和工艺开发反应精馏过程模拟和工艺开发反应精馏过程的平衡级模型反应精馏过程的平衡级模型反应精馏过程的非平衡级模型反应精馏过程的非平衡级模型非平衡池模型非平衡池模型进入该级的液相离开该级的气相进入该级的气相离开该级的液相小池非平衡池模型非平衡池模型1.4.2 反应精馏过程的平衡级模型反应精馏过程的平