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[ 摘要] 催化精馏技术在石油化工中应用比较广泛，它与普通催化精馏技术相比具有反应快、产品收率高、投资少、能耗低、易控温的特性。本文简要论述了催化精馏技术应用在醚化、烷基化、异构化、加氢、水解、酯交换、酯化等各种平衡反应中的情况，探讨了我国催化精馏技术的研发与应用，
[ 关键词] 催化精馏 石油化工 技术 反应 应用
反应精馏技术是一种化学工程合成分离耦合技术，采用固体催化剂以适当的方式在塔内排布， 将化学反应与精馏分离结合起来同时进行操作的非均相反应精馏称为催化精馏（ Cataly tic Dist illation， 简称CD）。这个化工过程是在同一个塔中进行反应及分离的。是目前化学工程中的一项新技术 。通过对CD进行合理的利用，能够使在催化剂活性中心上生成的平衡反应产物方向移动和及早移离，使反应热应用于精馏中，从而有效降低能耗节，约投资成本。目前催化精馏技术已成为石油化工领域生产中的一项主要应用型技术。
一、 催化精馏原理
把固体催化剂在塔内进行合理排布，在同一塔内实现催化反应和产物蒸馏分离，把化学反应与精馏分离结合起来同时进行操作的非均相反应精馏形成了催化精馏圈。固体催化剂在起到催化作用的同时还是实现产物有效分离的填料，通过催化精馏技术可以使催化反应和产物分离得到有效结合。
二、催化精馏的优点
催化精馏具有减少再沸器的热负荷、节省能量、缩短反应时间、控制温度及提高生产能力的特点。而且催化精馏通过对反应器和分离塔的合并，使生产流程得到简化，节约的投资成本，而且经催化精馏技术生产出的产品比较纯净杂质含量低。
三、催化剂性能要求
在催化精馏中，离子交换树脂和分子筛催化剂是普遍被应用的，催化剂在性能上要具有表面积充足，要能够在反应时确保在温度范围内的活性，在进料和产品中要不溶，且在反应中为进行液相反应和气相反应传质要提供一个良好的通道以便汽液相能够自由的流动。
四、 影响催化精馏操作能力的因素
1、 催化剂的影响
催化剂的影响主要体现在：一是催化剂颗粒大小， 颗粒越小反应转化率越高。 二是催化剂床层高度，在催化精馏中反应转化率随床层高度增加而减小。三是催化剂装填方式与操作条件，低温下催化剂有效因子对反应影响不大，而高温时帽不利于反应的进行。
2、 操作回流比的影响
催化精馏反应转化率会随着回流比的增加而增高， 回流比降低， 转化率线性增加，回流比增加到一定值时，对转化率就基本影响不大了。
3、 反应混合物性质的影响
在反应体系的临界点以内进行催化精馏的操作是催化精馏的重要条件，因此必须在临界点范围内，才能有效实现催化精馏。
4、其它影响因素
为了提高反应转化率，需要通过在液相反应中的反应段与提馏段之间使用限流器来， 使部分液体滞留在反应段，在高温高压下，还可以通过让反应物先在预反应器中部分转化的方式来达到提高反应转化率的目的。
五、催化精馏技术在石油化工中的应用
催化精馏广泛应用于醚化、醚分解、醋化、二聚、烷基化、加氢异构化、脱水、水解、氧化脱氢、C l 化学领域等化工生产领域，它是一种非均相反应的分离操作。
1、醚化反应
醚化过程可以应用催化精馏操作，将酸性阳离子交换树脂做为催化剂，混合碳四、甲醇作为原料， 通过催化精馏技术可以生产出甲基叔丁基醚。在工业生产中通过催化精馏裂解还可以生产出高纯度异丁烯，在合成过程中醚化塔的馏出物不用水洗，为避免与碳四烯烃生成共沸物而出现损失，需在醇类碳原子数应大于或等于3的情况下进行。用催化精馏法还可以合成一种性能优良的高辛烷值汽油调和组分乙基叔丁基醚，通过反应精馏法可以有效解决传统反应方式产品组成分布宽及收率低、连串反应副产物多的弊端，合成更具优势的产品二醇醚。
2、烷基化反应
.烷基化反应包括：利用催化精馏技术， 使异丁烷与正丁烯烷基化制取汽油调合料的异丁烷烷基化反应、能够生产出各种化学产品， 以制造药物、抗氧剂、油漆、香料和感光化学品芳烃烷基化反应、二甲氧基甲烷反应、链烃的烷基化反应以及合成甲缩醛等等。催化精馏在工业上应用前景相当广泛，
3、异构化（ 歧化） 反应
异构烷烃是汽油、航空煤油、柴油、润滑油的优良组分，通过对催化精馏技术进行合理应用，可以有效提高异构烷烃的收率。目前烷基异构化技术在工业生产中已经比较成熟。催化精馏法还可使丁烯加氢异化。
4、加氢反应
通过催化精馏技术，可以使不需要的烯烃杂质选择加氢，从而使烯烃杂质失去化学活性或有利于精馏分离去除，以有效减少连串反应的发生率。通过使用合适的催化剂可使异丁烷氧化脱氢成为异丁烯。
5、 水解、水合反应
通过水解、水合反应可以将异丁烯水合生成叔丁醇，将乙酸甲酯催化精馏水解为甲醇和乙酸，采用催化精馏可使甲醇脱水生成二甲醚也可将其它醚类脱水生成二烷基醚.
6、酯化反应
通过应用催化精馏工艺，可以有效进行酯化反应，合成丙二醇单烷基醚羧酸酯、合成甲基丙烯酸甲酯、合成乙酸甲酯等。同时，利用催化精馏分解过氧化异丙基苯生产苯酚和丙酮等技术也在不断的研发应用中。
六、结语
催化精馏应用前景广泛，在石化工领域被广泛用于醚化、烷基化、异构化、加氢、水
解、酯交换、酯化等多种平衡反应中，为石化工业带来了巨大的经济和社会效益。由于催化精馏过程比较复杂，还需要不断的从多角度综合开展基础性研究，以在技术上实现创新，更好的为石油化工的产业化发展提供技术保证。
参考文献：
[1]B a r bo s a D ， D o be r ty M FE ffe e t o f C o 一bo ilin g p o in t C o m p o sitio n o n R e a e tio n p o s sib ility in R e a e tiv e s y ste rn o f Ca t a lyz in g r e etifie a tio n .C h e m. E n g. S e i. ， 2 9 5 5 ， 4 5 （3 ） ： 5 2 9 ～ 5 3 6
[2] 王淼， 赵文忠. 超精密分馏法生产丁烯- 1 装置的技术经济分析.石油化工技术经济， 2000， （ 4） ： 17～ 21
[3] 廖安平， 蓝平， 李媚等. 催化精馏技术在酯化反应中的应用. 化工进展， 2001， 20（ 12） ： 30～ 32
[4] 苏文瑞. 醋酸甲酯水解催化精馏工艺与固定床工艺的比较. 福州大学学报（ 自然科学版） ， 2000， 28（ 5） ： 98～ 101
[ 关键词] 催化精馏 石油化工 技术 反应 应用
反应精馏技术是一种化学工程合成分离耦合技术，采用固体催化剂以适当的方式在塔内排布， 将化学反应与精馏分离结合起来同时进行操作的非均相反应精馏称为催化精馏（ Cataly tic Dist illation， 简称CD）。这个化工过程是在同一个塔中进行反应及分离的。是目前化学工程中的一项新技术 。通过对CD进行合理的利用，能够使在催化剂活性中心上生成的平衡反应产物方向移动和及早移离，使反应热应用于精馏中，从而有效降低能耗节，约投资成本。目前催化精馏技术已成为石油化工领域生产中的一项主要应用型技术。
一、 催化精馏原理
把固体催化剂在塔内进行合理排布，在同一塔内实现催化反应和产物蒸馏分离，把化学反应与精馏分离结合起来同时进行操作的非均相反应精馏形成了催化精馏圈。固体催化剂在起到催化作用的同时还是实现产物有效分离的填料，通过催化精馏技术可以使催化反应和产物分离得到有效结合。
二、催化精馏的优点
催化精馏具有减少再沸器的热负荷、节省能量、缩短反应时间、控制温度及提高生产能力的特点。而且催化精馏通过对反应器和分离塔的合并，使生产流程得到简化，节约的投资成本，而且经催化精馏技术生产出的产品比较纯净杂质含量低。
三、催化剂性能要求
在催化精馏中，离子交换树脂和分子筛催化剂是普遍被应用的，催化剂在性能上要具有表面积充足，要能够在反应时确保在温度范围内的活性，在进料和产品中要不溶，且在反应中为进行液相反应和气相反应传质要提供一个良好的通道以便汽液相能够自由的流动。
四、 影响催化精馏操作能力的因素
1、 催化剂的影响
催化剂的影响主要体现在：一是催化剂颗粒大小， 颗粒越小反应转化率越高。 二是催化剂床层高度，在催化精馏中反应转化率随床层高度增加而减小。三是催化剂装填方式与操作条件，低温下催化剂有效因子对反应影响不大，而高温时帽不利于反应的进行。
2、 操作回流比的影响
催化精馏反应转化率会随着回流比的增加而增高， 回流比降低， 转化率线性增加，回流比增加到一定值时，对转化率就基本影响不大了。
3、 反应混合物性质的影响
在反应体系的临界点以内进行催化精馏的操作是催化精馏的重要条件，因此必须在临界点范围内，才能有效实现催化精馏。
4、其它影响因素
为了提高反应转化率，需要通过在液相反应中的反应段与提馏段之间使用限流器来， 使部分液体滞留在反应段，在高温高压下，还可以通过让反应物先在预反应器中部分转化的方式来达到提高反应转化率的目的。
五、催化精馏技术在石油化工中的应用
催化精馏广泛应用于醚化、醚分解、醋化、二聚、烷基化、加氢异构化、脱水、水解、氧化脱氢、C l 化学领域等化工生产领域，它是一种非均相反应的分离操作。
1、醚化反应
醚化过程可以应用催化精馏操作，将酸性阳离子交换树脂做为催化剂，混合碳四、甲醇作为原料， 通过催化精馏技术可以生产出甲基叔丁基醚。在工业生产中通过催化精馏裂解还可以生产出高纯度异丁烯，在合成过程中醚化塔的馏出物不用水洗，为避免与碳四烯烃生成共沸物而出现损失，需在醇类碳原子数应大于或等于3的情况下进行。用催化精馏法还可以合成一种性能优良的高辛烷值汽油调和组分乙基叔丁基醚，通过反应精馏法可以有效解决传统反应方式产品组成分布宽及收率低、连串反应副产物多的弊端，合成更具优势的产品二醇醚。
2、烷基化反应
.烷基化反应包括：利用催化精馏技术， 使异丁烷与正丁烯烷基化制取汽油调合料的异丁烷烷基化反应、能够生产出各种化学产品， 以制造药物、抗氧剂、油漆、香料和感光化学品芳烃烷基化反应、二甲氧基甲烷反应、链烃的烷基化反应以及合成甲缩醛等等。催化精馏在工业上应用前景相当广泛，
3、异构化（ 歧化） 反应
异构烷烃是汽油、航空煤油、柴油、润滑油的优良组分，通过对催化精馏技术进行合理应用，可以有效提高异构烷烃的收率。目前烷基异构化技术在工业生产中已经比较成熟。催化精馏法还可使丁烯加氢异化。
4、加氢反应
通过催化精馏技术，可以使不需要的烯烃杂质选择加氢，从而使烯烃杂质失去化学活性或有利于精馏分离去除，以有效减少连串反应的发生率。通过使用合适的催化剂可使异丁烷氧化脱氢成为异丁烯。
5、 水解、水合反应
通过水解、水合反应可以将异丁烯水合生成叔丁醇，将乙酸甲酯催化精馏水解为甲醇和乙酸，采用催化精馏可使甲醇脱水生成二甲醚也可将其它醚类脱水生成二烷基醚.
6、酯化反应
通过应用催化精馏工艺，可以有效进行酯化反应，合成丙二醇单烷基醚羧酸酯、合成甲基丙烯酸甲酯、合成乙酸甲酯等。同时，利用催化精馏分解过氧化异丙基苯生产苯酚和丙酮等技术也在不断的研发应用中。
六、结语
催化精馏应用前景广泛，在石化工领域被广泛用于醚化、烷基化、异构化、加氢、水
解、酯交换、酯化等多种平衡反应中，为石化工业带来了巨大的经济和社会效益。由于催化精馏过程比较复杂，还需要不断的从多角度综合开展基础性研究，以在技术上实现创新，更好的为石油化工的产业化发展提供技术保证。
参考文献：
[1]B a r bo s a D ， D o be r ty M FE ffe e t o f C o 一bo ilin g p o in t C o m p o sitio n o n R e a e tio n p o s sib ility in R e a e tiv e s y ste rn o f Ca t a lyz in g r e etifie a tio n .C h e m. E n g. S e i. ， 2 9 5 5 ， 4 5 （3 ） ： 5 2 9 ～ 5 3 6
[2] 王淼， 赵文忠. 超精密分馏法生产丁烯- 1 装置的技术经济分析.石油化工技术经济， 2000， （ 4） ： 17～ 21
[3] 廖安平， 蓝平， 李媚等. 催化精馏技术在酯化反应中的应用. 化工进展， 2001， 20（ 12） ： 30～ 32
[4] 苏文瑞. 醋酸甲酯水解催化精馏工艺与固定床工艺的比较. 福州大学学报（ 自然科学版） ， 2000， 28（ 5） ： 98～ 101