化合物通过化学反应合成后，须经过精馏或其他分离手段将合成的反应产物分离，从而获得纯度较高的化合物。一般情况下，合成和分离分开进行，首先进行合成工艺，在生成目标产物的同时产生副产物，然后通过精馏或其他分离手段对目标产物进行提纯，该生产工艺往往过程复杂、繁琐，耗时、耗能，尤其是化学反应的转化率不高时不利于分离的进行。
应用条件及优点
反应精馏技术是近年来发展起来的一种新的化工过程强化技术，能实现在一个塔内同时进行化学反应和产物分离过程。反应精馏技术的适用条件是：（1）反应产物的沸点在体系中处于最高或者最低，这样能通过精馏不断从塔顶或从塔釜采出产品，促进反应的进行，提高反应的转化率；（2）反应速率适中，不能过快，也不能过慢；（3）在适合精馏的温度压力条件下反应能顺利进行。
对于反应过程，首先分析反应所产生的主要产物和副产物，如果满足上述条件即可采用反应精馏技术。相对于反应过程和精馏过程分别进行的工艺，反应精馏技术能够突破化学平衡对反应程度的限制，提高转化率（甚至有可能实现完全转化）、反应速率和选择性，使得到的产品纯度更高，减轻后续分离工序的负荷。同时，多套设备简化为在一个塔设备中进行，且由于反应一般是放热反应，反应所释放的热量又可以为精馏过程供热，为整个系统节约能量。反应和精馏耦合实现了由原来反应和精馏分开时需要转料的过程变为连续生产，缩短生产周期，使整个操作过程得到简化。目前，该技术工业规模的应用仅仅限于醚化、酯化、水解和烷基化等反应。
在化工领域的应用案例
乙酸乙酯合成
乙酸乙酯是一种重要的有机溶剂，具有优异的溶解性能及快干、低毒的特点，可作为医药、食品、香料、香精等的溶剂，同时也可作为白酒勾兑所用的香料。在传统的生产工艺中，乙酸、乙醇和浓硫酸从酯化塔底部连续进入，塔顶连续采出乙酸乙酯、乙醇和水，冷凝分相，上层有机相（富含乙酸乙酯，含少量乙醇和水）一部分分水后回流，另一部分进入脱水塔；脱水塔顶冷凝分水，塔底物进入精制塔；精制塔塔顶分出成品乙酸乙酯，塔底重组分和酯化塔顶及脱水塔分出的水相一起进入回收塔；回收塔顶的有机相返回酯化塔，塔釜废水排出。该工艺过程主要是利用乙酸乙酯-乙醇-水的恒沸组成与常温下互溶的差别，进行循环精馏-冷凝-回流脱水。但由于恒沸组成的含水量与常温下部分互溶的含水量差别较小，回流酯的带水能力很差，导致酯化塔和回流塔的回流比过大，结果使乙酸乙酯的生产能耗提高。
通过采用反应精馏技术，改进乙酸乙酯合成和提纯新工艺，反应精馏塔的塔釜出料直接进入分水塔，在分水塔内静置分层，从而省去废水回收塔，如图1所示。该工艺利用分离打破反应平衡，使乙醇转化率提高至99.8%，产能提高29.7%，相比于传统工艺，能耗可降低30%以上。
醋酸甲酯水解
在生成聚乙烯醇和对苯二甲酸的反应过程中会产生大量副产物醋酸甲酯，醋酸甲酯在系统中循环不利于反应的进行，使整个工艺能耗较高，而直接分离提纯难度大，同时用途有限，经济上不合算。为实现循环利用，清洁生产，将醋酸甲酯水解为醋酸和水，返回到反应段作为反应的原料。传统的醋酸甲酯水解工艺是采用固定床水解反应和分离工艺相结合，该工艺水解率低，流程复杂，设备庞大，能耗比较高。而将反应精馏技术应用于醋酸甲酯水解工艺中，可将水解反应和分离过程集合在一塔中进行，促进水解反应，醋酸甲酯水解率由原来的23%~25%提高至80%以上，并且减少了设备投入，降低了能耗。
γ-十一内酯合成
γ-十一内酯常温下为稳定五元环结构，具有强烈的桃子或杏仁样果香，因此又被称为桃醛或十四醛，广泛用作日化香精和食用香精。目前市场上使用的γ-十一内酯多采用化学法合成：以正辛醇和丙烯酸为原料，过氧化二叔丁基(DTBP)为自由基引发剂，进行自由基加成反应，中间产物经分子内酯化得到γ-十一内酯；反应后粗品再进行真空间歇精馏，得到纯度达标且香气良好的γ-十一内酯产品。该工艺具有原料易得、反应条件温和，且易于工业化等优点。但由于该合成反应为自由基反应，副反应多，且反应中存在酯化步骤，造成工业收率仅为35%左右；且该工艺为间歇式反应，存在生产周期长、操作难度大等缺点。
制备反应中生成γ-十一内酯和水，γ-十一内酯相对于该体系混合物而言沸点比较高，而水是该体系中沸点最低的物质，符合反应精馏的适用条件。所以为解决传统工艺中收率低、生产周期长、操作难度大的问题，采用反应精馏合成和分离γ-十一内酯。
合成γ-十一内酯的反应精馏过程的工艺流程如图2所示，主要包含具有冷凝器和再沸器的反应精馏塔(RDC)和回收轻组分中正辛醇的倾析器(DECANTER)。原料正辛醇、丙烯酸和DTBP按一定比例混合均匀，从反应精馏塔中部进入RDC；在反应段发生反应的同时进行轻重组分的分离过程，塔底得到包含正辛醇、γ-十一内酯和其他重组分杂质的重组分混合物S1；轻组分水和正辛醇的混合物由塔顶进入倾析器DECANTER中静置分层，下层为水相S2，上层正辛醇返回反应精馏塔循环使用。通过Aspen Plus对反应精馏过程进行模拟优化后，并且经过实验验证后，γ-十一内酯收率最高为61.71%，相比于传统工艺产品提高了25%以上，且实现了反应-分离过程的连续化，使操作更加简单。
反应精馏是将反应和精馏过程集成到同一设备中进行的过程强化技术。与传统工艺相比，反应精馏技术能够实现连续生产，简化设备和操作流程，并且能够打破反应平衡，使反应转化率大大提高，从而增加产量，提高经济效益。同时，由于反应和精馏在一个设备中进行，还可以降低能耗。深入研究反应精馏技术在化工领域的应用，提高化合物合成过程中的转化率和收率，是今后化工领域中很重要的研发方向。