石油化工领域催化精馏技术的应用.pdf

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1、石油化工领域催化精馏技术的应用龚启迪金士威(中南民族大学化学与材料科学学院，湖北武汉430074)摘要：目前催化精馏技术在石油化工领域中已经得到了广泛的应用，与普通催化精馏技术相比，这种技术将持有投资少、产品收率高以及能耗低等一系列优点二本文主要对催化精馏技术在石油化工领域中应用的情况展开分析，并针对我国催化精馏技术的研发和应用进行进一步的探讨j关键词：石油化工；催化精馏技术；应用近年来随着我国石油化工行业的快速发展，行业总产值逐年攀升，同时各种类型的产业技术也在不断更新发展之中，以期能够使当下的产业生产需求

2、得到满足。催化精馏技术因为在实践应用过程中存在的突出优势在石油化工领域中得到了广泛的额应用，从多年来的实践应用中可以看出，催化精馏技术具有投资成本低、反应快速等一系列优势，具有非常高的应用价值。反应精馏技术所以化学工程合成分离耦合技术的一种，主要采用固体催化剂，利用适当的方式排布于塔内，充分结合化学反应与精馏分离，同时展开实际操作，这种非均相反应精馏被称为催化精馏。1催化精馏技术概述该化学过程是在同一个塔中完成反应和分离的。它是现阶段化学工程领域中一项新技术，利用对CD的合理应用，可以生成一种平衡反应产物，使

3、反应热应用于精馏中，进而降低能耗，达到节约成本的目的。在阶段这种催化精馏技术已经早石油化工领域中得到了广泛的应用。1．1催化精馏原理在塔内对固体催化剂进行合理排布，并实现催化反应和产物蒸馏分离，将精馏分离和化学反应结合在一起，展开同时的操作，这样就会形成催化精馏圈，其中，对固体催化剂的使用可以起到催化作用，同时还能作为促进产物有效分离的填料，合理利用催化精馏技术可以实现产诶分离和催化反应之间的完美结合。12催化精馏的优点催化精馏的过程体现出了减少再沸器的热负荷、缩短反应时间、节省能量、控制温度等一系列优点。同

4、时使用催化精馏技术以后，反应器和分离塔得到合并，进一步简化了生产流程，投资成本也得到了节约，并且利用该技术生产出来的产品非常纯净，其杂质含量非常低。1．3催化剂性能要求在催化精馏的过程中中，普遍会应用离子交换树脂和分子筛催化剂，从性能上来看，催化剂具有表面积充足的特点，在反应过程中可以保证温度范围内的活性，同时在进料过程中不溶，且在反应中可以为液相反应的进行提供一个良好的通道，便于汽液相可以得到自由的流动。1．4催化精馏操作能力的影响因素第一，催化剂的影响。催化剂的影响具体体现在以下几方面：①催化剂颗粒大小，

5、催化剂颗粒越小其反应转化率越高。②催化剂床层高度，在催化精馏过程中，随床层高度增加反应转化率会逐渐减小。⑧催化剂操作条件、装填方式，催化剂有效因子在低温下对反应影响不大，高温条件下爱对反应的进行不利。第二，操作回流比的影响。随着回流比的增加，催化精馏反应转化率会不断增高，同时回流比降低，转化率线性会随之增加，待增加到一定值时，回流比对转化率就基本影响不大了。第三，反应混合物性质的影响。催化精馏在反应体系的临界点以内的操作是进行催化精馏的重要条件，一定要保证在临界点范围内，这样才能使催化精馏得到有效实现。第四，

6、其它影响因素。为了使反应转化率得到提高，会采用限流器在反应段与提馏段之间使部分液体滞留在反应段，这样一来在高温高压下，就能让部分反应物先在预反应器中转化，通过这种方式使反应转化率得到提高。2催化精馏工艺流程和设备分析2．1催化精馏相关设备一般来说，催化精馏塔结构分为精馏段、反应精馏段和提留段三段。但是按照加料位置、原料、产物挥发度不同等因素的影响而有所不同。所以，在工艺流程上会呈现出一定差异，乙酸乙酯的工艺合成为例分析，因为原料、产物的相对挥发度不同，可以将催化剂筐的位置摆放在反应部位的上方、中段或者下方。在

7、利用乙酸和乙醇催化合成乙酸乙酯的反应过程中，可以将催化剂筐放置于反应部位上方。催化精馏塔主要由反应精馏段、精馏段两部分组成，其中反应精馏段塔径为1000rain，其中装有七层新型立体催化精馏塔板，设于塔板上设，将1．3m的固体酸催化剂装于催化剂筐和下部塔釜中。精馏段塔径是600rain，将轻质陶瓷波纹规整填料装入其中，装填高度为11m。催化精馏塔中共设有测温点5个和测压点2个，每层催化精馏塔板上都设置了气液相取样口，这样一来，乙醇就可以从反应精馏段的底部进料，乙酸则从反应精馏段顶部进料。2．2催化精馏工艺过程

8、乙酸和乙醇进入到反应精馏段顶部与底部之后，乙醇成为蒸汽后向上升，在上升的郭晨谷中与乙酸(从反应精馏段顶部进料)逆流接触，在阳离子交换树脂的催化作用，就会出现精馏作用。形成最低共沸物后，乙酸乙酯、乙醇、水会从酯化塔的塔顶蒸出，馏分(经塔顶冷凝器冷凝后)会进入分相器分相，分相器的上层与下层溶液分别为酯相和水相。其中，酯相有部分回流，还有部分作为粗酯采出，随后进人到精制塔精制，在精制塔塔釜获得乙酸乙酯产品