将反应精馏技术应用于烯烃法合成醋酸仲丁酯是理想的工艺方法,不仅能提高反应转化率还能促进产物分离。在反应精馏应用过程中反应精馏塔的设计是最关键也是最重要的环节,不合理的设计方案可能导致过程强化失败。本课题应用图解法对烯烃法制醋酸仲丁酯反应精馏过程进行初步设计分析。论文研究的主要内容如下:(1)建立一套可靠的高压汽液相平衡测定装置,测定349.8K和364.7K条件下,两组二元体系正丁烯(1)-醋酸仲丁酯(2)、正丁烯(1)-醋酸(3)和一组三元体系正丁烯(1)-醋酸仲丁酯(2)-醋酸(3)的汽液相平衡数据。利用二元实验数据回归二元交互参数,用于推算三元体系的汽液相平衡,推算结果与实验值吻合良好。(2)依据可靠的热力学和动力学数据,对单股进料和双股进料的反应精馏过程进行可行性分析。反应残余曲线结果显示:Da=0时,体系存在一个最低共沸点和一条精馏边界,但是随着Da的增大,共沸点和精馏边界消失;当Da≥0.03时,醋酸是体系的唯一的稳定点;整个反应过程中不产生反应共沸物;反应空间在化学平衡线上。且由于反应萃取曲线的趋势和反应残余曲线相似,因此判断,无论是采用单股进料还是双股进料的反应精馏塔,当塔顶采出正丁烯,若没有增加纯分离段,塔釜只能得到反应混合物。(3)在可行性分析基础上,应用稳态分析方法,将反应精馏塔设计为反应精馏段-纯提馏段结构,塔顶塔釜产物分别为正丁烯和醋酸仲丁酯-醋酸混合物。当塔顶采出正丁烯,醋酸的最大转化率为87%,此时要求进料中正丁烯的摩尔含量必须大于46%。(4)在上述的基础上应用边界值设计法对反应精馏过程进行综合设计获得塔釜醋酸仲丁酯的可得区间为0～78%。在等摩尔进料的反应精馏塔中选择正丁烯的转化率66%时,计算过程的最小再沸比为1.3,选择再沸比为2时,反应精馏段的理论板数为6,纯提馏段的理论板数为5。(5)应用图解设计法,对反应精馏应用事例进行设计分析,获得可行的反应精馏塔结构。