催化反应精镏过程及应用

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1、年第期化工时刊催化反应精馏过程及应用西北工业大学刘荣杰加速组分间化学反应的作用,又起填料作、一,前言用这种专用催化剂结构已形成多篇专。对于大多数的化工过程,催化反应与利〔刃美国化学研究特许公司。,产品分离先后在两个单元操作中进行首年开发了催化精馏技术并在先是在反应器中进行催化反应,产物经精年获得关于催化精馏合成甲基叔丁基馏或萃取等单元操作得到目的产品醚过程的专利,在美、法等国建催化反应精馏是将催化反应和产品分立套年产万吨的工业装置,离两个单元操作合并在一个塔设备中进一年间相继投产我国目前已有,,,行塔上部为精馏段中部为反应段下装置套总年产能力万吨,,部为

2、提馏段催化剂装填于中部反应段正在建设的套总年产能力达万内与先反应后精馏过程比较,具有以下吨〔〕日本旭化成公司年开发成功,优点甲醛和甲醇催化精馏合成缩甲醛的技术反应的高选择性。在连串反应中,并建立了工业装置〔〕目前已有年产,。生成的目的中间产品很快离开反应段避万吨的甲醛共聚及均聚装置催化反应精免进一步发生反应,使选择性得到提高馏过程的应用日趋广泛。在可逆反应中使产品收率提高反、应产物很快离开反应段,使平衡向产物方二催化反应精馏过程的向移动,收率得以提高。应用节省能量放热反应放出的能量用催化反应精馏的适用性来产生塔内上升蒸气,减少了再沸器的热催化反应精馏一般

3、性的规律研究是从负荷。年代末开始的限于催化精馏塔内相粼七温度容易控制改变塔的操作压力反应和精馏两个过程之间相互作用的复杂可改变液体混合物的泡点即反应温度及性,到目前为止还未建立完整的理论,还各组分的气相分压即改变了液相中反应物无法提出催化精馏过程适用范围的规律浓度,从而调节反应速度和产品分布。目前认为催化精锢过程的适用性同反应物投资少反应器和分离塔合一,简与产物之间的相对挥发度有关以四组份,。,化了流程和设备降低了生产成本系统为例假设各组分挥发度大小排列为、、、,、催化反应精馏技术最早由应用在下列情况可采用催化于均相催化醚化过程’〕年代以来,精馏技术研究

4、范围由均相反应系统扩大到非均相催所有反应物的挥发度均介于产物化系统,形成催化反应精镶过程用经过的挥发度之间的一类可逆反应,茱之一定加工的固体催化剂作塔内填料既起化工时刊年第期产物挥发度都大于或小于各反应和。,物的可逆反应目前催化精馏技术己较成功地用于、、、十二之或醚类的合成与分解和醋化二聚缩合,十事二兰芳烃烷基化等反应过程表还可用于加、、、不共二兰包括或汁氢异构化氧化脱氢氯化合成气反能在沸点温度下同时进行精馏和应、从醇和氨制胺、丙烯与合成气生成异化学反应的过程。且要求反应温度比较温丁醇和正丁醇之类的拨基化等闭反应催化反应馏的类型反应类型化学反应醚化甲醇和

5、异丁烯合成乙醇和异丁烯合成甲醇和异戊烯合成乙醇和异戊烯合成醚分解分解生产高纯异丁烯醚交换与混合生成戊基醚烷基化苯液相烃化制乙苯苯液相烃化制异丙苯异丁烯使对甲酚烷基化生成防老剂脱水二缩合水解聚异丁烯二聚法分离甲醇和甲醛缩合制甲缩醛甲醇脱水制二甲醚异丁烯水解制叔丁醇。、〔’。〕催化剂的装填结构塔盘上这些结构存在着结构复杂非均相催化反应的特点是,催化剂的催化剂装填率低等缺点,至今未用于工业比表面积越大反应速度越快,因而希望用生产目前应用最广泛的催化剂装填结构。条孔细粒催化剂。目前催化精馏过程所用是美国公司开发的〔”〕将催化剂的催化剂为粒径球状强酸性装在玻璃纤维

6、织物或不锈钢丝制成的一排离子交换树脂催化塔中的装填方式是催高、直径互相相连的小袋,,口,化精馏技术的关键如果催化剂直接装填中将袋封住与峰高的波纹金在催化精馏塔中,阻力降很大,使塔内向属丝网一起卷成螺旋捆束图,大量不同上流动的汽相物料和向下流动的液相物料直径的捆束装填于反应段中,在多套工业难以对流穿过中部反应段。为了解决这个装置上应用效果良好,其缺点是结构复问题,许多国家的研究单位做了大量工杂,而且催化剂包装在玻璃纤维织物袋,,作文献报导的催化剂装填结构有数十中反应物与产物均须扩散穿过玻璃丝布,,,种有的将催化剂散装在分离塔盘的降液进出包装袋增加了扩散阻力

7、对反应不管中柳,有。的将催化剂包装于网状材料利制成的特殊结构的小包中,然后置于分离年第期化工时刊夕小袋一断面图美国公司开发的催化剂装填结构横截面工程公司所开发的催化剂装填为若干催化剂床层,催化剂直接散装在各结构是将催化剂装在两个平行波纹丝网层床层中,不需任何包装材料相邻两个催,层面积约筛组成的筛网包中网化剂床层间设有分离塔盘及催化剂连通包的边缘予以封闭,将大量筛网包重叠构管催化剂床层中设有汽相通道,使向上“’,,成转块型装填于反应段中图这种流动的汽相物流穿过反应段各催化剂床装填结构阻力降小,传递效率高,有极好层液相物流以重力为动力向下流动,直〕的传质和传

8、热特性接穿过催化剂床层并进行催化反应该装我国齐鲁石化公司研究院与北京设计填结构简