
【建】 catalyst distillation
catalyze
【化】 catalysis
【醫】 catalysis; catalyze
distill; distillation; still
【化】 distillation
催化蒸餾(Catalytic Distillation,簡稱CD)是一種将化學反應與産物分離集成在同一設備中的化工工藝技術。其核心原理是在蒸餾塔内填充催化劑,使反應物在催化劑作用下發生化學反應,同時利用蒸餾作用及時分離産物,打破化學平衡限制,從而提高反應效率和産物純度。
根據《化工設備與工藝設計手冊》定義,催化蒸餾通過溫度梯度控制反應速率,催化劑通常以結構化填料形式存在(如捆紮包或顆粒床層)。反應物在氣液兩相中接觸催化劑并轉化,揮發性産物隨氣相上升,經塔頂冷凝回收;難揮發組分則繼續參與反應或從塔底排出。
催化蒸餾是一種結合催化反應與蒸餾分離的化工技術,其核心在于通過催化劑與蒸餾過程的協同作用,提高反應效率或優化分離效果。以下從多個角度進行詳細解析:
催化蒸餾是在蒸餾塔内同時進行化學反應和産物分離的過程。通過引入催化劑(固體、液體或氣體形态),在蒸餾操作中實現兩種功能:
應用場景 | 具體案例 | 效果提升 |
---|---|---|
石油化工 | 甲基叔丁基醚(MTBE)生産 | 能耗降低40%,轉化率>95% |
精細化工 | 苯乙烯/丙烯等單體合成 | 選擇性提高15-20% |
環保領域 | 廢水中有機物脫除 | 處理效率提升3-5倍 |
數學表達式可描述為: $$ X = frac{k_1C_A}{k2 + frac{1}{K{eq}}} $$ 其中$X$為轉化率,$k_1$、$k2$為反應速率常數,$K{eq}$為平衡常數,$CA$為反應物濃度。該式揭示了催化蒸餾通過移除産物(影響$K{eq}$)提升轉化率的機理。
該技術目前已在30多個國家實現工業化應用,年處理規模超過5000萬噸原料。如需更詳細工藝參數或最新研究進展,可查閱知網等專業文獻數據庫。
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