存档日期：存档编号:特殊精馏过程与液液萃取北京化工大学研究生课程作业课程代号：ChE524学院：化学工程学院专业：化学工程与技术班级：化研1514姓名：唐渊哲学号：2015200204成绩：催化精馏技术在石油化工中的应用摘要：石油化学工业是基础性产业，它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供配套和服务，在国民经济中占有举足轻重的地位。
随着我国石油化工的快速发展，需要在各类技术中进行改进来增加效率，从而满足人民更多的需求。
其中催化精馏技术在石油化工领域中的应用比较普遍，本文就催化精馏技术及其石油化工领域中的实际中应用进行阐述，来为实践带来有意的借鉴。
Abstract: The petrochemical industry is the basic industry, which provides support and services for agriculture, energy, transportation, machinery, electronics, textiles, light industry, construction and building materials industry, agriculture and people's daily lives, occupies a pivotal position in the national economy . With the rapid development of China's petrochemical industry, it needs to be improved in all kinds of technology to increase efficiency, to meet the needs of more people. Wherein the catalytic distillation technology in the petrochemical industry is relatively common, this article catalytic distillation technology and its petrochemical industry in the practical application set forth to bring intentional reference for practice.目录一、催化精馏技术的介绍 (1)1.1.催化精馏简介 (1)1.2.催化精馏技术分析 (1)1.3.浅析催化精馏技术的特征 (1)1.4.催化精馏技术在石油化工中的实际应用研究 (1)1.4.1.将催化精馏技术应用于石油化工实践当中的必要性 (1)1.4.2.基于催化精馏技术的石油化工生产效能的提升 (2)1.4.3.石油化工生产领域中催化精馏技术的应用实效综述 (2)二、催化精馏技术在石油化工中的应用 (2)2.1.醚化反应 (2)2.2.酯交换反应 (3)2.3.水解（水合）反应 (3)2.4.加氢反应 (3)2.5.烷基化反应 (3)2.6.异构化(歧化)反应 (3)2.7.酯化反应 (4)3.总结 (5)4.感谢 (5)参考文献 (6)一、催化精馏技术的介绍1.1.催化精馏简介催化精馏是将固体催化剂以适当形式装填于精馏塔内，使催化反应和精馏分离在同一个塔中连续进行，是借助分离与反应的耦合来强化反应与分离的一种新工艺。
由于催化剂固定在精馏塔中，所以它起到了催化和促进气液热质传递的作用。
与传统反应和分离单独进行的过程相比，催化精馏具有投资少、操作费用低、节能、收率高等特点，日益受到人们的重视，其研究与应用日趋广泛。
近几年来，为了为社会各相关领域提供较为高品质的油品，我国石油化工行业进行了诸多环节的技术改造及应用。
从实践来看，催化精馏技术的应用效果较为明显，而且，应用该技术推进实践的成本较低，所以，催化精馏技术很快在业界得到了广泛的推广实施。
那么，我们共同来分析催化精馏技术本身及其主要特征。
1.2.催化精馏技术分析从理论上来看，催化精馏技术指的是一种凭借化学工程合成分离耦合的过程而改进催化精馏塔性能的技术手段，具体来讲，则需要通过采取固体催化剂物质，并且以合理的方式将其在塔内进行布设，同时，还需要将化学反应与精馏分离结合起来进行协同操作反应，该类型的操作为非均相反应精馏，整个这一过程的实施便是催化精馏技术的核心内容。
1.3.浅析催化精馏技术的特征从总体来看，催化精馏技术的主要特征有如下四点内容：其一，该技术的反应转化率较高，在催化精馏技术的影响下，将原本的可逆反应的热力学平衡打破了，这样一来，便将物系间的作用效能削弱，尤其是将难分离物系的分离效率提升了；其二，该技术的选择性良好，主要体现在连串反应过程中的中间目标产物能够被快速的剥离；其三，应用该技术以后，整个生产系统装置的能耗有所降低，从而提升能源的利用效率，降低生产成本；最后，由于该技术所应用的催化剂物质是以其独特的方式与催化精馏塔整合应用的，这就避免了以往所出现的催化剂腐蚀塔身的情况发生[1]。
从以上四点催化精馏技术的特点中可以清楚的发现，该技术的应用具备一定的可行性。
1.4.催化精馏技术在石油化工中的实际应用研究1.4.1.将催化精馏技术应用于石油化工实践当中的必要性从行业发展过程来看，乙烯装置在石油等物质的生产及加工领域中较为常见，在石油资源的实际生产过程中不可或缺，而且，伴随着原油生产质量要求的日益严格，乙烯装置汽油催化精馏塔催化精馏技术的应用极为关键[2]。
1.4.2.基于催化精馏技术的石油化工生产效能的提升从石油化工产业生产的运作环节来看，乙烯装置通常是在高温高压条件下运行的。
从本质上来看，催化精馏塔实质上是一个热能传导系统，它能够将传热过程通过催化精馏技术及设备来实施运作[3]。
因此，在生产管理的过程中，需要适当融入科学化的先进技术来改进热能传导系统的运作实效。
基于此，催化精馏技术的特征恰好与该环节运作的目标相契合。
1.4.3.石油化工生产领域中催化精馏技术的应用实效综述从目前的实践应用状况来看，乙烯装置催化精馏技术的应用对于石油化工行业来说较为关键，如若能够采取适当的策略来提升该环节的效能，则产业规模将会进一步拓展，石油化工产业也能够可持续发展[4]。
此外，为了维系石油化工项目生产的可持续性，石油化工单位要定期对生产设备以及物质储存设施进行科学检查，如若发现异常现象，则需要及时进行维修处理，并且，要更好地应用各类先进生产技术来增强企业效益。
与此同时，还要从根本上杜绝有毒物质的传播及其对产业链条运作的危害性，以及采取必要的技术手段来确保生产过程和技术操作人员的生命安全。
无论何时何种情况下，对于石油化工产业领域的实际生产而言，先进技术的应用前提都是将安全管理放在首位。
二、催化精馏技术在石油化工中的应用2.1.醚化反应首先是甲基叔丁基醚的合成，醚化过程应用催化精馏技术始于20世纪后期，由美国化学研究特许公司来进行，在酸性阳离子交换树脂的作用之下，反应通过混合碳四和甲醇来实现，提高了合成的有效性。
我国在进行甲基叔丁基醚合成时，催化精馏技术的应用时间要晚于国外，在应用的企业中，最为广泛的就是齐鲁石化公司，通过此项技术的应用，该公司的生产能力得到显著的提升，为公司带来可观的经济效益。
其次是乙基叔丁基醚的合成，乙基叔丁基醚是经过调和之后形成的，原料为高辛烷值汽油，此种汽油的性能非常好，在合成时，产生的污染比较小，通过催化精馏技术的应用及推动，工业化生产已经逐步的实现。
最后是二醇醚合成，常见的二醇醚类物质为电泳漆溶剂，此种溶剂具有比较高的致癌性，随着科学技术的进步，二醇醚被替换为丙二醇醚，同时，应用了催化精馏技术，由此一来，在进行合成的过程中，减少了副产物的生成，而且二次反应也得到了有效的抑制。
在进行乙酸正丁酯制备时，应用了催化精馏技术，通过酯交换方法，完成物质的制备，进而用于石油化工生产。
实际上，乙酸正丁酯是一种有机化工材料，在石油化工生产中有着非常重要的作用，在催化精馏技术的作用下，乙酸甲酯的转化效率得到了显著的提升[5]。
2.3.水解（水合）反应在传统的水解技术中，水解率是比较低的，在进行回收时，所需消耗的能源是非常多的，在反应的过程中，需要经过多道工序，具备的复杂性比较高。
在应用了催化精馏技术之后，传统水解反应中存在的问题得到了有效的缓解，不仅能耗显著的降低，同时，水解率也得到了提升。
2.4.加氢反应在加氢反应中，通过催化精馏技术的应用，生产物的生产数额可以显著提升，同时，资金投入可以有效地降低，催化剂的使用年限也实现了延长。
此外，脱出化合物过程也可以应用此项技术，比如加氢、苯加氢[6]。
苯含量是衡量汽油质量的一个重要指标，在进行加氢反应时，重新组合了甲苯和二甲苯等物质，这样一来，辛烷值的危害成分就可以有效降低，保证汽油的质量。
2.5.烷基化反应汽油的爆炸点比较低，为了尽量降低汽油发生爆炸的可能，在汽油中加入了乙苯，除了此项性能之外，乙苯也是溶剂中间体，通过催化精馏技术的应用，泡点温度不会影响反应温度，由此一来，反应区热点问题就可以有效地避免，将催化剂的使用年限显著提升。
2.6.异构化(歧化)反应以典型的技术为UOP/Shell的完全异构化技术(TIP)为例,该工艺由异构化和分子筛吸附分离(ISOSIV)两部分组成。
原料有直馏C5/C6馏分、重整脱戊烷塔顶馏分、裂解汽油加氢拔头油等。
在一定条件下,经过异构化后可使研究法辛烷值(RON)从68左右提高到79,然后用分子筛吸附,将正构烷烃分离出来进行循环异构化,RON可提高到88～89。
UOP公司在异构化方面,已经推出多代技术,如投资较低、基于HS-10分子筛催化剂的异构化反应,RON可达到77～79。
[7]以合成丙二醇单烷基醚羧酸酯为例。
方永成等[8]开发出催化精馏制备丙二醇单烷基醚羧酸酯工艺,以丙二醇单烷基醚与羧酸为原料,甲苯为共沸剂,在酸性催化剂存在下,反应温度80～160℃、常压～0.30 MPa条件下,在反应精馏塔中进行催化反应,塔顶油相回流。
羧酸与丙二醇单烷基醚的摩尔比为(0.25～5)/1,反应精馏塔的理论塔板数为30～50块,进料位置在反应精馏塔理论板数1/4～2/3处,塔顶共沸剂的回流量与进料量的质量比为(0.03～0.4)/1。
该工艺具有以下特点:可按要求灵活控制,丙二醇醚或乙酸基本完全反应,塔顶水相中不含丙二醇醚与乙酸,从而大大简化了后续反应物回收工艺,可广泛用于工业生产中。
在工业不断繁荣的过程中，石油化工行业的生产受到了广泛的重视，为了提升生产效率，加强生产质量，在生产时应用了催化精馏技术。