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反應蒸餾是一種結合化學反應與蒸餾過程的技術，其中化學反應器同時也是蒸餾器。這種方法特別適用于受平衡限制的反應，如化和酯水解反應，因為它能夠連續從反應混合物中移除產物，從而超越傳統化學平衡所能達到的轉化率。反應蒸餾不僅可以節省加熱能量和物料量，還能減少成本與投資支出。
反應蒸餾有兩種含義：
（一）在相對揮發度很接近但化學性質差異較大的混合溶液中加入第三種反應劑，使與溶液中某一組分發生反應，便可以大大增加原來被分離組分汽液產的相對揮發度，能比較容易用蒸餾方法把各組分分離。例如間二甲苯和p-二甲苯污染源的混合物是很難分離的，若加入異丙苯鈉，則因它與這兩種二甲苯的反應的能力不同，便可以改變間二甲苯和對二甲苯的相平衡關系，使分離比較容易。
（二）把反應過程和蒸餾過程結合在一起，一面蒸餾，一面反應。利用蒸餾過程把反應產物和原料分離，破壞化學反應的平衡關系，使反應繼續進行；另方面利用反應關系，破環汽液平衡關系，加快傳質分離。若反應為放熱過程，還可以利用反應釋出的熱量供應蒸餾所需的化學熱，可以大大節約能耗。成功的例子是利用甲醇與含丁烯的氣體反應，用陽離子交換樹脂為催化劑，甲醇可以選擇性地與2-甲基丙烯反應成甲基叔丁基醚(MTBE)，而與其他丁烯異構物分離。把催化劑放在蒸餾塔中，設備既是蒸餾塔，又是反應器，在其中即進行化學反應，同時進行產品分離。
蒸餾設備
典型的反應蒸餾設備是一具有進料板以及汽堤段與精餾段出料的反應塔。反應塔內的操作狀態是次優的，以同時滿足化學反應器和蒸餾塔之操作。在反應段中引入原位分離程序（反之亦然）將導致汽液平衡、質傳速率、擴散和化學動力的復雜交互作用，使得反應與蒸餾系統之設計與合成是一項重大的挑戰。對于某些蒸餾與反應的最佳操作條件差異甚大的反應來說，應改采側反應器設計。
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