反應蒸餾節能設計於乙酸甲酯水解製程之應用

李豪業

《化工》 59卷3期 (2012/06) Pp. 31-54

https://doi.org/10.29803/CE.201206.0004

摘要

本文介紹並比較兩種利用加壓的熱整合技術以及一種使用複雜汽液交換的分隔內壁蒸餾節能技術，並將這些技術應用於乙酸甲酯水解反應蒸餾製程。這些熱整合技術結合此反應蒸餾製程可分成：內部熱整合反應蒸餾組態、雙效熱整合反應蒸餾組態，以及反應性分隔內壁蒸餾組態。在加壓的熱整合操作下，可使反應蒸餾塔中發生內部或外部的熱傳，進而達到節能的效果。由於乙酸甲酯水解係微吸熱反應，在操作壓力、溫度提高的條件下，亦加快系統的反應速率（reaction rate），並提升平衡常數（equilibrium constant），使得反應轉化率變好，而系統所需的觸媒量亦可以減少。在產業技術的純熟度以及節能評估上，加壓型態的反應性熱整合技術以雙效熱整合反應蒸餾組態為佳。而反應性分隔內壁蒸餾組態則依照乙酸甲酯水解反應特性，重新安排反應性分隔內壁蒸餾組態的隔板位置，此結果的確大幅改善了反應、程度不佳及產品純度問題。最後，綜合比較此三種不同之反應性熱整合組態，其中，反應性分隔內壁蒸餾塔有最高的的節能成效與最低的年總成本，其能耗最高可節省約31.57%，年總成本最高節省約11.10%，足見反應性分隔內壁蒸餾組態未來有其不錯的發展潛力。