浅谈化工工艺分离过程
化工分离过程
化工分离过程1. 引言化工分离过程是化学工程中的一个重要环节,用于将混合物中的组分分离出来,以获得纯净的产品。
它在化工生产中起着至关重要的作用,广泛应用于石油、化肥、制药、食品等行业。
本文将介绍化工分离过程的基本原理、常见的分离方法和设备,并探讨其在实际应用中的一些问题和挑战。
2. 分离过程的基本原理化工分离过程基于物质之间的差异性,通过改变条件使得混合物中的组分发生相变或物理/化学反应,从而实现组分之间的分离。
常见的差异性包括沸点、溶解度、密度、挥发性等。
3. 常见的分离方法和设备3.1 蒸馏法蒸馏法是一种基于沸点差异进行分离的方法。
它利用混合物中不同组分的沸点差异,在加热后使其中一个或多个组分汽化,并通过冷凝转变为液体,从而实现组分之间的分离。
常见的蒸馏设备包括塔式蒸馏柱、换热器和冷凝器。
3.2 萃取法萃取法是一种基于溶解度差异进行分离的方法。
它利用两种不同溶剂之间的亲疏性差异,将混合物中的组分分配到不同的溶剂相中,通过提取和分离来实现组分之间的分离。
常见的萃取设备包括萃取塔、搅拌槽和分液漏斗。
3.3 结晶法结晶法是一种基于溶解度差异进行分离的方法。
它利用溶液中某个组分的溶解度随温度变化而改变的特性,通过控制温度使其中一个或多个组分结晶出来,从而实现组分之间的分离。
常见的结晶设备包括结晶器和过滤器。
3.4 吸附法吸附法是一种基于吸附性差异进行分离的方法。
它利用固体吸附剂对混合物中不同组分的选择性吸附能力,通过吸附和解吸来实现组分之间的分离。
常见的吸附设备包括吸附塔和吸附柱。
3.5 膜分离法膜分离法是一种基于分子大小或分子间作用力差异进行分离的方法。
它利用特殊的膜材料将混合物中的组分分离开来,常见的膜分离设备包括膜反应器、膜过滤器和膜渗透器。
4. 实际应用中的问题和挑战化工分离过程在实际应用中面临着一些问题和挑战。
不同组分之间的物理/化学性质差异可能很小,导致难以实现有效的分离。
某些组分可能具有毒性或易燃性,需要采取特殊措施进行处理。
化工工艺分离过程解析
化工工艺分离过程解析摘要:在中国的化学生产行业中,生产相关化学产品所涉及的一些原材料和最终产品实际上需要分离和纯化。
这一分离措施几乎是任何化学生产系统实施中不可错过的核心环节。
因此,在化工过程的实际应用中,必须最大限度地保证分离方法的合理性,选择最佳的分离技术,从而大大降低不同环节的成本,这是实施分离顺序的一个至关重要的综合目的。
本文主要对化学过程分离过程进行了分析和研究。
关键词:化学技术;生产;分离技术前言:在当前我国化学工业快速发展的过程中,为了保证化学产品的质量,人们采用分离提纯的方法对原料进行相应的处理,从而有效控制化学工艺生产的成本。
目前,分离技术在中国化学工业的发展中具有重要意义。
它不仅保证了化工生产原料的质量,而且有效地提高了化工产品的质量,从而提高了化工行业的经济效益和社会效益。
以下是化学过程分离的介绍。
一、化学分离过程概述化工生产中常用的分离过程基本上可分为三大类,第一类是以能量为分离剂,例如精馏、蒸发、结晶、干燥、闪蒸等;第二类是以物质为分离剂,例如解吸、吸收、萃取、吸附、离子交换等;第三类是利用物质的密度、粒度、表面等性质不同而进行的机械分离过程,例如沉降、离心分离、过滤、浮选等过程。
在以上分离方法中,精馏方法往往是首选的分离方法,是实现传质分离的重要手段,通过对精熘分离过程流程合理设计以降低各项费用,是精馏分离序列综合的主要内容。
二、化学分离工艺的分类和特点化学生产中常用的分离工艺可分为机械分离和传质分离。
机械分离过程的分离对象是由两个或多个相组成的混合物。
目的只是将每个阶段分开。
只要使用简单的机械方法,两个相就可以分离,并且两个相之间没有物质转移;例如,过滤、沉淀、离心分离、旋风分离和静电沉淀。
传质分离过程用于分离各种均相混合物,其特征是传质。
根据物理和化学原理的不同,工业中常用的传质和分离过程可分为平衡分离过程和速率分离过程,即从物质中分离能量的过程。
2.1化学平衡分离过程在该方法中,利用分离介质将均质混合物系统转化为两相系统,然后根据两相系统中混合物中各组分的不同分布实现相平衡分离。
化工分离技术
化工分离技术化工分离技术是化学工程中的一项重要技术,用于将混合物中的不同成分分离出来。
化工分离技术广泛应用于石油化工、化学制药、食品工业、环境保护等领域。
本文将从分离技术的基本原理、常见的分离方法以及应用案例等方面,介绍化工分离技术的相关知识。
化工分离技术的基本原理是根据物质的不同性质,在适当的条件下,利用物质的差异实现分离。
常见的分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离、结晶、离心、凝固等。
下面将对其中几种常见的分离方法进行简要介绍。
蒸馏是一种利用液体在不同温度下的汽化和冷凝特性进行分离的方法。
根据液体混合物的沸点差异,将混合物加热至使沸点较低的成分汽化,然后通过冷凝使其液化,从而实现分离。
蒸馏广泛应用于石油化工领域,用于原油的分馏以及石油产品的精制。
萃取是利用溶剂与被提取物质之间的亲和性差异进行分离的方法。
将混合物与适当的溶剂进行接触,使得被提取物质在溶剂中溶解,而其他成分则不溶解或溶解较少,从而实现分离。
萃取广泛应用于化学制药领域,用于药物的提取和分离纯化。
吸附是利用固体吸附剂对混合物中的成分进行吸附分离的方法。
将混合物通过固体吸附剂床层,被吸附的成分在吸附剂上停留时间较长,而其他成分则较快通过吸附剂层,从而实现分离。
吸附广泛应用于环境保护领域,用于废水、废气的净化处理。
膜分离是利用特殊的膜材料对混合物进行分离的方法。
膜材料具有特定的孔径和选择性,能够实现对不同大小、不同性质的物质进行分离。
膜分离广泛应用于食品工业领域,用于浓缩果汁、乳品的澄清等。
结晶是利用物质在溶液中的溶解度差异进行分离的方法。
通过控制溶液中物质的浓度、温度等条件,使其中一种成分结晶析出,而其他成分则仍保持在溶液中,从而实现分离。
结晶广泛应用于化工领域,用于盐类、糖类等物质的提纯。
离心是利用离心机的离心力将混合物中的成分分离的方法。
离心力可以使颗粒或液滴沉降速度不同,从而实现分离。
离心广泛应用于生物制药领域,用于细胞、蛋白质的分离和纯化。
《化工分离过程》
《化工分离过程》化工分离过程的基本原理是根据化合物之间的性质差异,利用不同的分离原理将混合物分离成纯净的组分。
常见的分离原理包括物理性质差异(如沸点、沸点、相对分子质量等)和化学性质差异(如酸碱性、溶解度等)。
混合物中的化合物可以是液体、气体或固体,分离过程需要根据不同的化合物性质选择合适的分离技术。
常见的分离技术有蒸馏、萃取、吸附、结晶等。
蒸馏是利用液体化合物的不同沸点将其分离的技术。
一般情况下,液体化合物的沸点在常压下不同,通过加热混合物,将低沸点物质汽化并后冷凝得到纯净的组分。
萃取是利用液体-液体的分配系数差异将化合物分离的技术。
在两个不相溶的溶剂中,将其中一种组分转移到另一相中,从而实现分离。
吸附是利用固体吸附剂与化合物之间的亲和力差异而实现分离的技术。
结晶是利用溶解度差异将化合物从溶液中析出的技术。
除了上述常见的分离技术,还有一些特殊分离技术被广泛应用于化工过程中。
例如,渗透膜分离技术可以通过选择性渗透膜将混合物中的成分分离出来。
通过渗透膜的孔径大小和化合物的分子量来选择性地分离,并可应用于气体、液体和固体的分离。
固体相变分离技术是利用化合物在不同温度下的相变特性分离的技术。
通过控制温度,使其中一化合物发生相变,并利用相变后的物性差异进行分离。
化工分离过程在工业生产中有着广泛应用。
例如,在石油化工领域,蒸馏技术被用于石油的提炼和馏分分离。
在制药工业中,萃取、溶剂结晶等技术被应用于药物的提取和纯化。
在化肥生产中,吸附分离技术被用于气体的纯化和脱硫。
化工分离过程的应用也涉及到食品、化妆品、环境保护等领域。
总之,化工分离过程是化学工程中的重要课题,通过合理选择分离技术,可以将混合物中的化合物分离出来,得到纯净的组分。
理解和应用化工分离过程对于提高化工工艺的效率和产品质量具有重要意义。
分离纯化工艺流程
分离纯化工艺流程
《分离纯化工艺流程》
随着科学技术的发展,分离纯化工艺在化工领域中扮演着非常重要的角色。
分离纯化工艺是将混合物中的各种组分分开,并提高其中某个组分的纯度的一系列工艺过程。
这种工艺不仅可以应用于化工领域,还可以应用于制药、食品、环保等多个领域。
分离纯化工艺的流程可以包括以下几个步骤:物料的准备、预处理、分离操作、精制操作和成品包装。
首先是物料的准备,包括原料的准备和添加剂的准备。
接着是预处理,主要是对原料进行一定的预处理,如固液混合物的搅拌、过滤等操作。
然后是分离操作,这一步是最核心的步骤,包括离心、过滤、蒸馏、结晶、萃取等分离技术。
接着是精制操作,这一步是为了提高目标组分的纯度,可以采用洗涤、结晶、精馏等技术。
最后是成品包装,将分离纯化得到的产品进行包装,以便于储存和运输。
不同的分离纯化工艺流程根据原料的性质和目标产品的要求会有所不同。
有些工艺流程需要经过多个步骤才能最终得到纯净的产品,而有些工艺流程可能只需要经过简单的操作即可完成目标。
因此,对于不同的工艺流程需要综合考虑原料成本、工艺条件、产品纯度等因素来选择适合的分离纯化工艺流程。
总之,分离纯化工艺流程在化工领域中具有重要的意义,它可以帮助生产企业得到纯净的产品,提高产品的质量和降低生产
成本。
随着科学技术的不断进步,相信在未来,分离纯化工艺流程会得到更多的应用和发展。
分离纯化的工艺流程
分离纯化的工艺流程分离纯化(Separation and Purification)是一种常见的化学工艺,用于分离混合物的组分并纯化所需物质。
这种工艺广泛应用于化工、制药、食品等行业,在不同的工业领域有着各自特定的分离纯化工艺流程。
分离纯化工艺流程通常包括以下几个关键步骤:预处理、分离、纯化和收集。
下面以制药工业中的分离纯化工艺为例,介绍一下整个过程。
首先是预处理阶段。
在这个阶段,需要对原始混合物进行预处理,以去除其中的杂质和不需要的组分。
这通常包括筛选、过滤、沉淀、酸碱中和等步骤。
比如,在制药工业中,药物的原料中可能含有一些不溶于水的杂质,这时可以通过过滤或沉淀的方法去除。
接下来是分离阶段。
在这个阶段,需要将混合物中的不同组分分离出来。
常见的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶、离心等。
选择何种分离方法取决于混合物的性质和所需组分的特性。
以制药工业为例,如果需要从混合物中提取溶于有机溶剂的药物成分,可以通过萃取方法实现。
然后是纯化阶段。
在这个阶段,已经分离出的组分需要进一步纯化,以满足所需的纯度要求。
常见的纯化方法包括结晶、溶剂沉淀、柱层析等。
以制药工业为例,如果所需药物成分存在结晶性质,可以通过结晶和再结晶的过程来纯化。
最后是收集阶段。
在这个阶段,纯化后的组分需要进行收集和储存。
收集的方式通常根据实际需要选择,可以是固体收集、液体收集或气体收集等。
在制药工业中,纯化后的药物成分可以通过水洗、干燥等步骤进行收集。
需要注意的是,分离纯化的工艺流程并不是一成不变的,它根据不同的混合物、所需组分以及工业领域的不同而有所差异。
因此,在应用分离纯化工艺之前,需要对混合物的性质和所需组分的特性进行分析和评估,以确定最适合的工艺流程。
在分离纯化工艺的实施过程中,还需要考虑工艺的经济性、安全性和环保性。
不仅需要高效地分离纯化所需组分,还需要尽量降低成本、减少废物排放和提高产品的质量。
总之,分离纯化是一种重要的化学工艺,可应用于多个工业领域。
浅谈化工单元操作——分离操作
浅谈化工单元操作——分离操作新员工进公司后,基本上接触到的培训主要是GMP 上,安全上和工艺操作上的,而我们公司生产的都是化学合成药品,对于化学合成方面的一些基本操作原理方面的培训较少,近期在看化工单元基本操作方面的书籍,其中有部分内容比较好,给大家总结分享一下。
一、混合物混合物的分离是化工生产中的重要过程。
混合物一般分为均相混合物和非均相混合物。
由相同相态组成的混合物称为均相物系,由不同相态组成的混合物称为非均相物系。
二、分离方式1、均相物系的分离通常是先造成一个非均相物系,如用蒸馏,萃取等方式使均相混合物变成非均相混合物,再用机械分离的方法分离。
2、非均相物系的分离:由于非均相物的两之的密度等物理特性差异较大,因此常采用机械方法进行分离。
按两相运动方式的不同,机械分离大致分为沉降和过滤两种操作。
三、沉降沉降是指在外力作用下,使密度或颗粒尺寸不同的两种物质发生相对运动,从而达到两相分离的目的。
根据所受力的不同,沉降可分为重力沉降和离心沉降。
1、 重力沉降:在重力的作用下,颗粒与流体之间发生相对运动而实现分离的操作过程,称为重力沉降。
影响颗粒沉降的因素:1)颗粒特性:对于同种颗粒,球形颗粒的沉降速度大于非球形颗粒的沉降速度;直径越大,密度越大,沉降速度越大;颗粒的浓度越大,沉降时受周围颗粒的影响越大,沉降速度越慢。
2)流体的性质:流体与颗粒的密度差越大,沉降速度越大;流体的黏度越大,沉降速度越慢。
液体物料随着温度的身高,黏度会下降。
混合物均相混合物 非均相混合物物系内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的混合物。
例如:互溶溶液及混合气体物系内部有隔开两相的界面存在且界面两侧的物料性质截然不同的混合物。
例如 固体颗粒和气体构成的含尘气体固体颗粒和液体构成的悬浮液不互溶液体构成的乳浊液液体颗粒和气体构成的含雾气体3)流体的流动状态流体应尽可能的处于稳定的低速流动状态,以减少干扰,提高分离效率4)容器的壁效应在沉降过程中,由于器壁对颗粒产生摩擦而减小沉降速度;2、离心沉降:是利用惯性离心力的作用使固体颗粒产生与流体发生相对运动实现分离的操作方式。
化工分离过程(总复习)
蒸馏分离广泛应用于石油、化工、食品等领域,如石油工业中的原油分馏、酒精工业中的酒 精提纯等。
萃取分离
萃取分离是利用混合物中各组分在两 种不互溶溶剂中的溶解度不同,使其 中一种组分从一种溶剂转移到另一种 溶剂中,从而实现分离的方法。
萃取分离可以分为单级萃取、多级萃 取和逆流萃取等。单级萃取是将原料 液加入到有机溶剂中,经过充分混合 后进行分离;多级萃取是将单级萃取 的有机溶剂和原料液多次循环接触, 以提高萃取效果;逆流萃取则是采用 两股逆向流动的液体,使原料液和有 机溶剂在接触过程中不断更新,提高 传质效率。
萃取分离在化工、环保、食品等领域 有广泛应用,如工业废水处理中的重 金属离子去除、天然产物提取等。
再沸器
再沸器的作用是为蒸馏塔提供热源, 使液体混合物沸腾汽化。
萃取设备
混合澄清槽
混合澄清槽是实现液液萃取过程 的常用设备,通过搅拌使两种液 体充分混合,再通过沉降分离出
萃取相和萃余相。
离心萃取器
离心萃取器利用离心力的作用, 使两种液体在旋转中分离,实现
液液萃取。
萃取塔
萃取塔是实现连续液液萃取过程 的设备,通过填料或塔盘使两种 液体逆流接触,达到萃取的目的。
超滤膜组件
超滤膜组件是实现超滤分离过程的设备,通过半透膜使水 分子和部分溶质透过,而大分子溶质被截留,达到净化或 分离的目的。
纳滤膜组件
纳滤膜组件是实现纳滤分离过程的设备,通过半透膜使不 同分子量的溶质被截留,达到净化或分离的目的。
04
分离过程操作与控制
化工分离技术的原理和应用
化工分离技术的原理和应用1. 引言化工分离技术是化工生产中一种重要的工艺技术,通过利用物质的物理和化学性质的差异,将混合物中的组分分离出来,达到纯化和提纯的目的。
本文将介绍化工分离技术的基本原理和广泛应用。
2. 常见的化工分离技术以下列举了常见的化工分离技术:2.1 蒸馏蒸馏是一种通过沸点的差异来分离液体混合物的技术。
原理是将液体混合物加热至其中组分的沸点,使其中组分蒸发,然后重新凝聚和收集。
2.2 萃取萃取是一种使用溶剂选择性提取混合物中的特定组分的技术。
原理是利用混合物组分在不同溶剂中的溶解度的差异,将目标组分从混合物中转移到溶剂中,然后通过分离溶剂来得到纯净产物。
2.3 结晶结晶是一种通过在溶液中逐渐减少溶剂浓度来使物质结晶出来的技术。
原理是利用溶剂中溶质浓度的变化,使溶质达到饱和状态并结晶出来。
2.4 色谱色谱是一种通过分子在固相材料和移动相之间的分配系数差异来分离混合物中的组分的技术。
原理是将混合物注入色谱柱,并通过固定相和流动相之间的相互作用,使不同组分以不同速率通过柱体,从而分离各组分。
2.5 膜分离膜分离是一种利用特定半透膜来分离混合物中组分的技术。
原理是通过膜的选择性渗透性,将混合物中的组分分离,实现传质和分离。
2.6 超临界流体萃取超临界流体萃取是一种利用超临界流体作为溶剂来萃取混合物中组分的技术。
超临界流体具有介于气体和液体之间的特性,具有很高的溶解力和传质性能,可用于分离混合物中的有机物。
3. 化工分离技术的应用化工分离技术广泛应用于化工生产的各个领域,以下列举了一些应用案例:3.1 石油精炼化工分离技术在石油精炼中起着关键作用。
通过蒸馏、萃取、结晶等技术,可以分离出石油中的不同组分,如汽油、柴油、润滑油等。
3.2 化学品生产化工分离技术在化学品生产过程中用于提纯和纯化产品。
例如,通过蒸馏和结晶技术可以提纯药品、农药和染料等化学品。
3.3 废水处理化工分离技术在废水处理中可以分离出水中的有机物、重金属和悬浮物等。
化工生产工艺流程
化工生产工艺流程化工生产工艺流程可以大致分为原料准备、反应、分离、纯化、包装的几个步骤。
1. 原料准备:首先需要准备原料,根据产品的配方和生产工艺要求,精确计量和混合所需的各类原料。
原料可以是固体、液体或气体,例如化学药品、石油制品、金属矿石等。
2. 反应:原料按照一定的工艺流程加入反应容器中进行化学反应。
反应过程需要注意控制温度、压力、pH值等参数,以促进反应的进行和产物的生成。
反应过程通常需要一定的时间来达到最佳反应效果。
3. 分离:在反应后,需要将产生的混合物分离,以获取所需的目标产品。
常见的分离方法包括萃取、结晶、蒸馏、过滤等。
通过不同的分离方法,我们可以将混合物中的杂质和不需要的组分分离出来,得到纯净的目标产品。
4. 纯化:在分离步骤后,我们还需要对目标产品进行纯化处理,以确保产品的质量。
纯化过程可以通过再次结晶、蒸馏、过滤等方法进行。
这一步骤的目的是去除可能残留在产品中的杂质,提高产品的纯度和品质。
5. 包装:经过前述工艺步骤,产品已经完全制备好了,接下来就是对产品进行包装。
包装的方式根据产品的性质和市场需求来确定,可以是瓶装、袋装、桶装等,并加上产品的标签。
包装过程是最后一步,它有助于产品的储存、运输和销售。
在整个化工生产工艺流程中,各个环节都非常重要。
每一个步骤都需要进行严密的控制和检测,以确保产品的质量符合要求。
同时,工艺流程的优化,能够提高生产效率,降低生产成本,并减少对环境的影响。
因此,在化工生产中,工艺流程的设计和改进是非常关键的。
通过不断地研究和改进,我们可以提高产品的质量和产量,推动化工行业的发展。
工艺流程分离提纯
工艺流程分离提纯
《工艺流程分离提纯》
工艺流程分离提纯是指通过一系列物理、化学方法,将原料中的目标物质分离提纯出来的过程。
在化工生产和制药领域,工艺流程分离提纯是非常重要的步骤,可以帮助企业提高产品质量、降低生产成本,同时也对环境保护起到积极的作用。
工艺流程分离提纯的过程通常包括以下几个步骤:
1. 原料准备:首先需要对原料进行预处理,去除杂质和不需要的成分,以便后续分离提纯工作的顺利进行。
2. 分离方法选择:根据目标物质的性质和原料的特点,选择合适的分离方法,比如结晶、蒸馏、萃取、过滤等。
3. 实施分离:将原料按照选定的分离方法进行操作,对目标物质进行分离和提纯。
4. 精制处理:对得到的目标物质进行进一步的精制处理,以确保其达到所需的纯度和质量要求。
5. 产品收集:将提纯后的产品进行收集、包装和储存,以便后续的生产或销售。
工艺流程分离提纯的过程需要结合化学、物理、工程等多种知识和技术,因此需要有专业的工程师和技术人员来进行操作和
管理。
在整个分离提纯过程中,需要注意安全生产,并严格控制污染物的排放,以保护环境。
通过工艺流程分离提纯,可以将原料中的有用成分提取出来,去除不需要的杂质,得到高纯度的目标物质,满足不同领域的生产需求。
因此,工艺流程分离提纯是化工和制药领域不可或缺的重要步骤,也是保障产品质量和生产效率的关键环节。
常见的化工工艺流程过程
常见的化工工艺流程过程化工工艺流程是指通过一系列的操作步骤和工艺参数控制,将原料转化为所需的产品的过程。
化工工艺流程在各行各业中广泛应用,包括石油化工、化学制药、精细化工、冶金工业等。
下面我将介绍一些常见的化工工艺流程过程。
1. 提取工艺流程:提取过程是通过不同溶解度的特性,从原料中分离出目标物质。
这种过程常用于植物提取、制取提取物等过程。
通常的步骤包括:浸泡、搅拌、过滤、浓缩、结晶等。
2. 溶剂萃取工艺流程:溶剂萃取是一种通过溶剂与原料中的目标物质发生物理或化学作用使其分离的工艺流程。
常见的溶剂萃取工艺包括:醇酸法、溶剂萃取法、萃取晶须工艺等。
一般的步骤包括:提取、分相、分离、浓缩、回收等。
3. 蒸馏工艺流程:蒸馏是一种通过利用物质的不同沸点进行分离的方法。
将混合物加热至其中一种物质的沸点,使其蒸发,再通过冷却收集蒸发物。
常见的蒸馏工艺包括简单蒸馏、真空蒸馏、气相蒸馏等。
主要的步骤包括:加热、蒸发、冷却、收集等。
4. 结晶工艺流程:结晶是一种通过溶解热和溶解度的差异使某些物质从溶液中结晶出来的过程。
常见的结晶工艺有普通结晶、溶液结晶、薄膜结晶等。
主要的步骤包括:溶解、结晶、分离、干燥等。
5. 化学反应工艺流程:化学反应是通过物质之间的化学变化,将原料转化为目标产物的过程。
常见的化学反应工艺有合成反应、氢化反应、氧化反应等。
其中的步骤包括:混合、反应、分离、回收等。
6. 混合工艺流程:混合是将两种或多种物质彼此融合的过程。
常见的混合工艺有搅拌、喷淋、均质等。
主要的步骤包括:搅拌、混合、滤除杂质、提纯等。
7. 分离工艺流程:分离是将混合物中不同组分分离出来的过程。
常见的分离工艺有薄层色谱、离心、过滤等。
主要的步骤包括:分离、回收、纯化等。
8. 整合工艺流程:整合工艺是将多个工艺步骤整合在一起进行的过程。
通过将不同的单元操作组合在一起,实现对原料的综合利用和产品的高效生产。
常见的整合工艺有流程装置工艺、多级反应工艺等。
简析化工工艺分离过程
料的萃取效果得到进一步的提高。而且随着科学技术的不断进步 , 后 分 离 的是 最 难分 离 的组 分 。 选择分离方法 的主要原则还是要从经济上 的合理性与技术上 人们也将许多先进 的科学技术应用到其中, 这就使得萃取技术的效
果得到有效的提升。 其中, 微波萃取技术的应用 , 主要是通过微波来 的可靠性进行考虑 。 例如精馏与萃取两者均为分离液体混合物的方 对其萃取效率进行提高,从而将萃取物质从基体物质中分离处理。 法, 依技术成熟的程度而言, 精馏在于萃取之上 , 若能够采取精馏分 应尽可避免采用萃取 , 若混合物的沸点 出现较大偏差时 , 在当前平衡分离技术不断 的应用过程中, 人们在许多信息的分离技 离的物料 ,
科技论坛
民营 科技 2 0 1 4 年第5 期
简析化工工艺分离过程
高义鹏
( 黑龙 江 昊华 i t - T - 有限公司, 黑 龙 江 齐 齐哈 尔 1 6 1 0 0 0 )
摘
要: 通过 对4  ̄- T - 分 离的特征 和意义进行 简要的介绍 , 讨论 了化工工艺分 离的相 关 内容 , 以供 参考。
的现象时 , 人们根据其实际情况 , 采用相应的物理化学原料来对其 化程度与产品生产的产值进行考虑 , 对于精细化程度高与产值高的 产品 , 不需考虑分离成本 , 可选用部分高效分离方法 , 对于一些相对 进行处理 , 从而实现原材料 的提纯。 其 中我们在化工生产过程 中, 传 较低产值而很大产量的产品, 则需要对分离成本进行考虑 , 可 以选 统的传质分离方法主要有平衡分离法和速率分离法这两种。 2 . 1 平衡分离过程 。平衡分离法其实就是指通过分离媒介将原料 用那些分离步骤较少或相对简便 的分离方法。
1 ) 固体混合物分离方法 ; 2 ) 气固相混合物分离方法 ; 3 ) 液体混合 和传质分离这两种 。 其中所谓的机械分离其实就是指人们利用机械 法 : 设备来对原材料混合物进行简单的分类处理 , 从 而保障原材料 中不 物分离方法 ; 4 ) 液 固相? 昆 合物分离方法 ; 5 ) 气体混合物分离方法 。 会出现物质传递的现象 。 而传质分离则是指当原材料 出现物质传递 3 . 2 分离方法选用的原则 。 在分离方法选用之时 , 需对产品的精细
化学工程中的分离过程及其应用
化学工程中的分离过程及其应用化学工程作为一门应用学科,是一门运用化学原理、物理原理和工程技术手段研究化学过程及其工业应用的学科。
其中,分离过程是化学工程的一个重要组成部分,主要是针对各种混合物,通过物理或化学手段将其按照不同的性质分离开来,以得到所需的单一成分或分离物。
本文将从分离过程的基本原理、分离技术的种类、应用案例等方面进行论述。
一、分离过程的基本原理分离过程的基本原理是根据混合物分子的不同特性进行分离,主要分为物理方法和化学方法两类。
物理方法:利用混合物各组分的物理性质,例如沸点、蒸气压、溶解度等,通过升降温、降低压力、实现溶剂分离、蒸汽淬灭等操作来实现分离。
典型的物理分离技术包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等。
化学方法:利用混合物各组分化学性质的差异,例如酸度、碱度、氧化还原性等,通过反应分离或析出,实现组分的分离。
典型的化学分离技术包括中和沉淀法、氧化还原法等。
在实际工程应用过程中,分离过程还可能会涉及多重学科领域的知识,并将不同的物理和化学分离技术组合使用,以便更好地实现分离和纯化的效果。
二、分离技术的种类1、膜分离技术:基于空气、水、液体等物质与膜(如聚合物、陶瓷、金属等)交互作用的特性,通过物质的间隔和筛选等物理特性实现分离。
其中,可以分为压力驱动、电化学、重力、电场驱动等多种类型。
典型的膜分离技术包括逆渗透、超滤、纳滤、微滤等。
目前,膜分离技术已广泛应用于电子、能源、环保、医药、生物等行业领域。
2、蒸馏技术:通过在一段加热管道内加入待分离的混合物,利用各组元素的沸点差异实现分离。
当混合物加热到高温,低沸点的成分蒸发出来,通过冷凝器内深度冷却,实现分离。
蒸馏技术目前广泛应用于制药业、食品工业。
3、沉淀分离技术:将混合物与酸碱等试剂进行反应,并实现组分沉淀而达到分离目的。
沉淀分离技术广泛应用于矿物加工、紫外线固化树脂、生物制剂、食品加工等领域。
4、萃取分离技术:在混合物中加入萃取剂,通过萃取剂与混合物中各组分的不同互斥性,实现组分的分离。
化工分离过程第三章
化工分离过程第三章在化工生产中,分离是一个非常重要的过程。
分离过程的目的是将混合物中的两种或多种组分分离开来,以便得到纯净的产品。
化工分离过程主要包括物理分离和化学分离两种形式。
物理分离过程是通过物理性质上的差异来进行分离。
常见的物理分离方法有蒸馏、萃取、吸附、结晶、离心、过滤等。
下面我们将分别介绍其中一些常用的物理分离方法。
蒸馏是一种基于不同沸点的原理进行分离的方法。
将混合物加热,使其中沸点较低的组分先转化为气体,然后再经过冷凝转化为液体,从而实现组分的分离。
蒸馏可分为常压蒸馏和减压蒸馏,根据实际需求来选择。
萃取是通过溶剂的选择性溶解性,将其中的一种或几种组分从混合物中提取出来。
通常使用有机溶剂,溶剂选择需要根据组分的性质和溶解度来确定。
吸附是一种基于吸附剂对混合物中其中一种组分具有选择性吸附能力的原理进行分离的方法。
利用吸附剂对特定组分的亲和性,将其吸附在固体表面上,从而分离出纯净的组分。
结晶是一种基于溶解度差异进行分离的方法。
将溶解性物质溶解在合适的溶剂中,然后通过恒温加热或冷却的方式使之结晶出来,从而分离出纯净的晶体。
离心是通过利用离心力将混合物中不同密度的组分分离开来的方法。
将混合物置于高速旋转的离心机中,利用离心力使组分沉淀或分散,然后再将其分离出来。
过滤是通过筛选方法将混合物中较大颗粒的固体分离出来的方法。
通过选用合适的过滤介质将混合物通过滤去,从而分离出较大颗粒的固体。
除了物理分离过程外,化工生产中还存在一种常见的化学分离过程,即化学反应。
化学反应是指在适当的条件下,将混合物中的不同组分通过化学变化转化为其他物质的过程。
化学分离过程通常需要借助催化剂和适当的反应条件来实现。
总之,化工分离过程是一项非常重要的工作,它能够将混合物中的各种组分分离出来,以获得纯净的产品。
物理分离过程包括蒸馏、萃取、吸附、结晶、离心和过滤等方法,化学分离过程则通过化学反应来实现。
在实际应用中,需要选择合适的分离方法和条件,以满足不同的生产需求。
化工分离过程论文
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引言
主体
1.分离技术的种类
2.蒸馏法
蒸馏法是一种常见的分离技术,它利用原料的不同沸点来实现分离。
在蒸馏过程中,液体混合物被加热,其中沸点较低的组分首先蒸发,然后被冷凝回到液体形式。
这种方法特别适用于分离挥发性物质。
3.结晶法
结晶法是通过溶解物质在溶液中的浓度变化来实现分离的一种方法。
通过控制温度和溶剂的挥发,可以使溶液中的物质结晶并沉积。
这种方法特别适用于分离溶解度较低的物质。
4.溶剂萃取法
溶剂萃取法是利用溶剂对物质的不同溶解度来实现分离的一种方法。
通过选择合适的溶剂,可以将目标物质从混合物中分离出来。
这种方法特别适用于分离不同极性的物质。
5.吸附法
吸附法是一种利用吸附剂对物质的吸附能力来实现分离的方法。
在吸附过程中,物质会被吸附剂吸附住,而其他杂质则通过。
通过控制吸附时间和吸附剂的选择,可以实现目标物质的纯化。
6.膜分离法
膜分离法是利用膜的选择性通透性来实现分离的一种方法。
膜可以选
择性地让特定大小或特定性质的分子通过,从而分离出目标物质。
这种方
法特别适用于液体和气体之间的分离。
结论
化工分离过程是一项关键的技术,在化学工程中起着至关重要的作用。
通过选择合适的分离技术,可以实现高效纯化和废物减少的目标,同时也
有助于节约能源和资源。
随着技术的不断发展和改进,我们可以期待更高
效和可持续的分离过程的出现。
化工分离方法
化工分离方法化工分离是指将物质的相互作用或共存状态变化,以改变物质状态或形式进行分离处理的一种工程技术。
这些分离技术包括热分离、冷分离、溶剂分离、风干法、浸渍分离、活性炭吸附、反渗透和沉淀法等。
化工分离技术在化学、石油和造纸行业中都得到了广泛的应用。
以热分离为例,通常利用梯度温度,将物质分成一部分蒸发出,一部分溶解在溶剂中,从而达到分离的效果。
这种分离方法的优点是操作方便,得到的成品质量高,但缺点是蒸馏液中微量物质被损失,还有蒸发过程生成蒸汽降温带来的能量损耗。
另一种常用的化工分离是冷分离,也叫提取。
它是指把混合物和溶剂加入一定的温度,其中的一部分物质被溶解,而另一部分不溶。
可以利用溶解度的差异,通过温度的调节,将这两部分物质分离出来。
它的优点是可以分离出大分子物质,而且操作过程中不会损失任何物质,缺点是操作比较复杂,需要耗费大量的工夫和人力。
溶剂分离技术是另一种常用的化工分离方法,其原理是通过改变物质与溶剂之间的相容性,或者不同溶剂间物质之间相容性的不同,利用溶剂把混合物分离出来。
它的优点是分离效率高、用量少,适合分离体积少的质子。
但它也有缺点,就是操作复杂,必须考虑各种因素,比如溶剂的类型、浓度、pH值等,否则容易产生污染。
风干法是一种古老而又常用的化工分离技术,它是指将需要分离的混合物放在高温下,并加入小量的水分,利用风力作用使其有序地升温至100℃,从而将固体、气体和液体等不同形态的物质分离出来。
它的优点是适合处理液体物质,用量少,操作简单,但它的缺点是慢,需要长的时间才能完成分离。
浸渍分离是一种快速的分离技术,分离的原理是将混合物加入到溶剂中,混合物中的一部分会溶解,一部分不溶,通过改变溶剂温度,使溶剂中的溶解物形成沉淀,并将其回收。
它的优点是进行操作速度快,效率高,缺点是产生污染物。
活性炭吸附是一种特殊的化工分离技术,它是指将混合物加入到活性炭中,活性炭有不同的表面活性,它会吸附混合物中某些物质,而另一些物质仍然溶于溶液中,这样就可以将两部分物质分开了。
石油化工工艺流程详解
石油化工工艺流程详解石油化工工艺是将原油转化为各种有用产品的过程,包括汽油、柴油、润滑油、石蜡和塑料等。
这个工艺是通过一系列炼油过程来完成的,每个过程都具有特定的目标和操作步骤。
本文将详细介绍石油化工工艺的流程及其背后的原理。
初级处理石油化工工艺的第一步是初级处理,也称为炼油。
这个过程涉及将原油从地下提取出来并去除杂质。
原油首先被送入分离罐,在这里重力的作用下分离成不同密度的组分。
较重的组分沉入分离罐的底部,称为渣油,而较轻的组分浮在较重组分之上,称为原油。
然后,原油经过一系列的过滤和加热步骤,去除其中的杂质和水分。
石油裂化接下来的步骤是石油裂化,这是将重质原油转化为轻质石油产品的过程。
这个过程使用裂化剂,将大分子链状的石油分子裂解成较小的碳链烃化合物。
裂解后的产物主要是乙烯、丙烯等烯烃,这些烯烃是制造塑料和合成橡胶的重要原料。
石油裂化的主要设备是裂解炉,炉内通过高温和催化剂的作用将原油裂解。
裂解产生的烃化合物被冷却和分离,从而得到所需的产品。
裂解炉中的温度、压力和催化剂的选择是影响裂化过程的关键因素。
脱硫脱硫是石油化工工艺中一个重要的环节,因为硫是原油中的一种污染物,对环境和人类健康都具有严重影响。
脱硫的目标是降低石油产品中的硫含量,以满足环保标准。
脱硫的方法有多种,其中常用的方法是加氢脱硫。
在加氢脱硫过程中,硫化物化合物与氢气反应生成可溶于水的硫化物,从而使石油产品中的硫得到去除。
加氢脱硫过程中的反应需要在高温和高压条件下进行,通常需要催化剂的存在。
重整重整是石油化工工艺中提高汽油辛烷值的方法之一。
辛烷值是衡量汽油燃烧性能的指标,较高的辛烷值表示汽油燃烧更加完全,可以提供更多的动力。
在重整过程中,石油馏分被送入重整器,在高温和高压的条件下与催化剂反应。
这个反应将较长的石油分子链转化为较短的链,从而提高了汽油的辛烷值。
重整的产品经过进一步的处理和分离,最终成为高质量的汽油。
催化裂化催化裂化是一种将重质石油烃转化为轻质产品的方法。
简析化工工艺分离过程
往筛技 术 协 作 信 息
技术成果展矛
简析化工工艺分离过程
于寒冰 ,பைடு நூலகம்荆 楚理工学院
摘 要: 化工企业发展 十分迅 速 , 生活中很 多产品都来 自于化工 工艺, 而绝 大多数 化工产 品或 者原料在进行 化工 生产 时都要 经 过分 离净制 。
关键 词 : 化 工工 艺 ; 分 离过 程
化 工生产 叉很多环节 构成 , 分 离过程 力不同 , 就会导 致物质加 热的 区域有 所不 法 , ⑤ 气体混合物分离方法 。 已经 是最重要 的环节 , 化 工工艺分 离所起 同 , 也正 是 因为 如此 , 被萃 取物 质 才能 够 2 分 离 方法选用 的原则 。在 分离 方法 到的作 用主要 表现为 两点 : 一是化 工分离 从 基本 中有效 的分 离 , 进而进入 到萃 取剂 选用 之时 , 需对产 品的精细 化程度 与产 品 之后 的原料 更加符合 化工反 应需求 ; 二 是 中 。微波萃取过 程可以分为一 下几步 : 预 生产的产值 进行考虑 , 对 于精细 化程 度高 反应 物分离 提纯之后 , 所 获得的产 品质 量 先对原 料进行处 理 , 比如清洗 、 切片等 ; 混 与产值高 的产品 , 不 需考虑 分离 成本 , 可 进入 到微 波萃取 选用部分 高效分 离方法 , 对于一 些相 对较 会 更有 保证 , 同 时分 离之 后 , 那 些没 有 得 合物料 以及相 应的溶剂 ; 到反 应的物 料 , 还可以继 续使用 , 同时 , 化 阶段 ; 过滤、 浓缩 、 分离; 最 终获得 所 萃取 低产值 而很 大产 量的产品 , 则 需要对 分离 工 分 离对 三废 处理 也有 积 极 的作 用 。所 的成分 。 成本进行 考虑 , 可以选 用那些分 离步 骤较 以, 化 工工艺分 离过程 既具有一 定的经 济 2 速 率分 离过程 。速 率分离 过程是在 少或相对简便的分离方法 。尽量避免含有 效益 , 也有一定的社会生态效益。 某种 推 动力 ( 浓度 差 、 压 力差 、 温度 差 、 电 固体的物 流在生产 过程 中出现 , 应尽 可能 化工分 离过 程的重要性 位 差等 ) 的作 用下 , 有 时在选 择性 透 过 膜 预先除尽 物流 中的固体 , 由于 它们在 输送 化 工分 离过 程 简单 的 说就 是一 种 产 的配 合下 , 利用备组 分扩散速 率 的差异 实 中能量 的消耗相对 较大 , 而且 含液体 或气 品操作过 程 ,其 主要是将混 合物分 开 , 之 现组分 的分离 。这类过程所处理 的原料 和 体的物流相 当容易形 成管道堵 塞 。在进行 后再将分 开之后 的混合物 组成 多种产 品。 产 品通常属 于同一相态 , 仅有组 成上 的差 多种不 同物质混 合的物料 分离 时 , 其分离 化工生产 设备有 多种 , 其 中比较重要 的有 别 。膜 分离技术原理是利用流体 中各组分 顺序应 考虑 的原则为 : 为避 免其工 艺过程 反应器 、 提纯原 料 、 分离设备 等。化工分离 对 膜 的渗 透速 率 的差别 而 实现 组分 分 离 受到影 响 , 应尽量先分 离易 导致极 其有 害 的单元操作 。膜可 以是固态 或液态 , 所 处 与副反 应的物质 , 同时对需 要高压 方可分 过程的重要性主要体现 在以下方面 : 第一 ,原材料经 过化 学分 离之后 , 品 理 的流体 可以是液 体或气体 , 过程 的推 动 离 的物 质 , 也应考虑进 行先 分离 ; 另外 , 首 质更 有保 证 ,就 更能 够符 合 化学 反 应要 力 可以是压力差 、 浓度差或 电位差。微滤 、 先被分 离出 来的是最容 易分离 的组分 , 而 求, 经 过分 离之 后 , 不仅 原材 料 自身所 带 超 滤 、 反 渗透 、 渗析 和 电渗 析为 较 成熟 的 留到最后分离 的是最难分离的组分 。 选择 的有害物质有所降低 , 其收率也会提高 ; 膜 分离技术 , 已有 大规模 的工业 应用和 市 分 离方 法的 主要 原则 还 是要从 经济 上 的 第二 , 反应物 经过分 离之后 , 其 纯度更 高 , 场 。其 中 , 前 四种 的共 同点是 用来分离 含 合理 I 生 与技术 上的可靠性 进行考虑 。 所获得的产品质量也就能够保证 。 溶解 的溶 质或悬浮 料的液 体 , 溶剂 或小分 四、 结 语 二、 分离过程的分类 和特 点 子溶质透 过膜 , 溶质 或大分子 溶质被 膜截 综上所述 , 可知 化工分 离过 程非常 重 常见的化 工工艺 分离主要 有两种 , 第 留 , 不同膜过程 所截 留溶质粒 子的大 小不 要 , 其 不仅对企业 的经济效 益有 一定的 影 在 电场 力的推 响 , 其对 生态环境 也有积极 的意 义 。现 阶 种是机械分离, 这种分离方式所分离的 同。 电渗析 则采用 荷 电膜 , 从水溶 液中脱 出或富集 电解质 。气 段 , 混合 物主要 是由两相构 成 , 机械分 离方 式 动下 , 化工生产中已经不能缺少化工分离过 相对 比较简 单 , 因为混合物 的构成 成分 比 体分 离和 渗透 蒸发 是 两种 正在 开 发应 用 程 , 随着 分离 技术 的进 一 步发 展 , 其 发 展 较少, 因此选 择此 种 分离 过程 即可 , 并且 中的膜技 术 。气体 分离更成 熟些 , 工业规 前景十分广 阔。现代社会 已经不能 缺少分 在分 离的过程 中 , 不会 出现 物质传 递 的情 模 的 应用 有 空气 中氧 、 氮的 分离 , 从合 成 离技 术 , 化 工分离所 占有 的重要 地位可 想 况; 第 二种 是 传质 分离 , 这种 分 离方 式相 氨厂混合 气中分离 氢 , 以及天 然气 中二氧 而知 。虽然 化 工分 离过 程具 有 很多 的 优 对 比较 复 杂 因其所 分离 的 混合 物主 要 是 化碳与 甲烷的分离 等。渗透蒸发是有相变 势 , 但是在分离的过程中, 还是应该遵循 由均 相构成 , 其 最显著 的特 征就 是质量 传 的膜分离 过程 , 利用 混合液体 中不 同组分 相应的原则, 否则也会出现不良后果。 递 明显。 在膜 中溶 解 与扩 散性 能 的差 别 而实 现分 参考文献 l 平 衡分 离过程 。此种 分离 过程利 用 离 。 由于 它 能用 于脱 除有 机 物 中的 微量 【 1 】 王金石 .化 工工 艺的优化 策 略探 讨[ J 】 . 的分离 媒介 , 通 过分 离之 后 , 均 相混 合 物 水 、 水 中 的微量 有机 物 , 以及 实现 有 机物 民营科技. 2 0 1 4 ( 0 3 ) . 即会转变 为两相系统 , 比较常见 的分离 过 之间的分离 , 应用前景广 阔。 [ 2 】 斯 志怀. 化 工工 艺专 业课 教 学探 讨【 J 】 . 程 有蒸 发 、 蒸馏 、 萃 取 等 。笔者 以萃 取 为 三、 分离方法的类型与选用 的原 则 科技 致 富向导. 2 0 1 2 ( 3 5 ) . 1 分 离方法 的类 型 。物料 的分 离方法 【 例, 早期萃取过程 中, 能量没有任何规律 3 】 尚伟 , 刘长 久 , 温 玉 清. 对 化 工工 艺 专 就传 递给萃 取剂 , 之后萃取 剂就 会传递 到 存在 多种 不 同类型 , 那是 因为 有多 种多样 业毕业论文 写作的几 点建议 【 J 】 . 大众科技. 基体物 质 中 , 基 体逐 渐 的发 生溶 解 , 在 溶 的化 工生产物 料 , 而在选择 分离 方法 的过 2 0 0 9 ( 0 1 ) . 解 过程 中 ,也 有可 能会 夹 带着 不 同 的成 程 中 , 往往 是按照物 料被分 离 中备 种组分 【 4 】 胡 艳 晶.谈 化 工工 艺反 应 器选择 原 则 分。 现 如今最常用 的萃取技 术就 是微波萃 的化 学与物理 } 向 不 同性 质来确 定选 择 ; 按 [ J 】 . 民营科技. 2 0 1 4 ( 0 3 ) . 取 ,因为各种物质的介电常数有差异 , 微 照化 学与物理 性质进行 区分 , 有如 下五种 [ 5 】 袁玉 荣 , 牛 志刚.化 工工艺 固形 燃料 工 波 吸收程序 自会受 到影响 , 所 以在萃 取过 类型常见的分离方法 : ①固体混合物分离 业化应 用研 究[ J 】 . 民营科技 . 2 0 1 4 ( 0 3 ) . 程中, 产 生 的热 能与能 够传递 的热能 汇具 方 法 , ②气 固相混 合物 分离 方 法 , ③ 液体 有 很大 的差 异 。微波 场 中 , 物质 的吸 收能 混合物 分离方 法 , ④ 液固相混 合物 分离方
简析化工工艺分离过程
简析化工工艺分离过程摘要:在化学工业的迅速发展中,极大部分的产品与原料均需要进行分离净制,它是化学工业生产中缺一不可而且非常重要的单元过程,如何进行确定最佳的分离系列与选择最科学合理的分离方法,以及使其各项费用得到相应降低,将是分离序列过程综合的主要研究方向。
关键词:化工工艺混合物分离过程一、引言在化工生产中,分离工程一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,另一方面对反应产物进行分离提纯,得到合格的产品,并且使未反应的物料循环利用,对生成的三废进行末端治理。
因此,分离工程在提高化工生产过程的经济效益和社会效益中起着举足轻重的作用。
二、化工分离过程的重要性化工分离过程是把混合物分开组成各不相同的两种(或几种)产品的操作。
一个标准的化工生产设备装置,主要是由一个反应器与具有提纯原料、中间产物与产品的多个分离设备构成;首先分离过程为化学反应供给符合品质的原料,去除有害物且使收率提高;再者对反应物在分离提纯时获得合格品,并使未反应的得到循环利用价值;另外,分离过程在资源的充分利用与保护环境方面发挥不可多得的作用,所以分离过程在化学工业生产中所占的地位非常明显。
三、分离过程的分类和特征化工生产中常用的分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。
机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物。
其目的只是简单地将各相加以分离,只要用简单的机械方法就可将两相分离,而两相间并无物质传递现象发生;例如,过滤、沉降、离心分离、旋风分离和静电除尘等。
而传质分离过程用于各种均相混合物的分离,其特点是有质量传递现象发生,按所依据的物理化学原理不同,在工业上常用的传质分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程,也即是以能量与物质分离的过程。
1.平衡分离过程该过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系统,再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不同等的分配为依据而实现分离。
例如:蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶、离子交换等。
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浅谈化工工艺分离过程
作者:王娇梅董丽芳
来源:《好日子(中旬)》2018年第02期
摘要:在化工生产中,分离工程一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,另一方面对反应产物进行分离提纯,得到合格的产品,并且使未反应的物料循环利用,对生成的三废进行末端治理。
因此,分离工程在提高化工生产过程的经济效益和社会效益中起着举足轻重的作用。
关键词:化工工艺;混合物;分离过程
1.化工分离过程的重要性
化工分离过程是把混合物分开组成各不相同的两种(或几种)产品的操作。
一个标准的化工生产设备装置,主要是由一个反应器与具有提纯原料、中间产物与产品的多个分离设备构成;首先分离过程为化学反应供给符合品质的原料,去除有害物且使收率提高;再者对反应物在分离提纯时获得合格品,并使未反应的得到循环利用价值;另外,分离过程在资源的充分利用与保护环境方面发挥不可多得的作用,所以分离过程在化学工业生产中所占的地位非常明显。
2.分离过程的分类和特征
化工生产中常用的分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。
机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物。
其目的只是简单地将各相加以分离,只要用简单的机械方法就可将两相分离,而两相间并无物质传递现象发生;例如,过滤、沉降、离心分离、旋风分离和静电除尘等。
而传质分离过程用于各种均相混合物的分离,其特点是有质量传递现象发生,按所依据的物理化学原理不同,在工业上常用的传质分离过程又分为平衡分离过程和速率分离过程,也即是以能量与物质分离的过程。
2.1平衡分离过程
该过程是借助分离媒介使均相混合物系统变成两相系统,再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不同等的分配为依据而实现分离。
例如:蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶、离子交换等。
例如在传统萃取的过程中,其能量无规则地传递给萃取剂,接着萃取剂扩散到基体物质,最后由基体溶解或夹带多种成分扩散出来。
微波萃取就是一种采取使微波能萃取效率得到
提高的新型技术,因存在介电常数不同的物质,在微波能吸收的程度会有所不同,因此所产生的热能与给周边环境传递的热能也存在异同。
在微波场中,其吸收能力的大小致使基体物质的部分区域被选择性的加热,从中使得被萃取物质经基体中分离出來,然后进入到微波吸收能力比较弱、介电常数相对较小的萃取剂中。
平衡分离过程经历了长时期的应用实践,随着科学技术的进步和高新产业的兴起,日趋完善不断发展,演变出多种具有特色的新型分离技术。
在传统分离的过程中,精馏仍列为石油和化工分离过程的首位,因此强化方法在不断地研究和开发中。
2.2速率分离过程
速率分离过程是在某种推动力(浓度差、压力差、温度差、电位差等)的作用下,有时在选择性透过膜的配合下,利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。
这类过程所处理的原料和产品通常属于同一相态,仅有组成上的差别。
膜分离技术原理是利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的单元操作。
膜可以是固态或液态,所处理的流体可以是液体或气体,过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。
微滤、超滤、反渗透、渗析和电渗析为较成熟的膜分离技术,已有大规模的工业应用和市场。
其中,前四种的共同点是用来分离含溶解的溶质或悬浮料的液体,溶剂或小分子溶质透过膜,溶质或大分子溶质被膜截留,不同膜过程所截留溶质粒子的大小不同。
电渗析则采用荷电膜,在电场力的推动下,从水溶液中脱出或富集电解质。
气体分离和渗透蒸发是两种正在开发应用中的膜技术。
气体分离更成熟些,工业规模的应用有空气中氧、氮的分离,从合成氨厂混合气中分离氢,以及天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。
渗透蒸发是有相变的膜分离过程,利用混合液体中不同组分在膜中溶解与扩散性能的差别而实现分离。
由于它能用于脱除有机物中的微量水、水中的微量有机物,以及实现有机物之间的分离,应用前景广阔。
乳化液膜是液膜分离技术的一个分支,是以液膜为分离介质,以浓度差为推动力的膜分离操作。
液膜分离涉及三相液体,含有被分离组分的原料相,接受被分离组分的产品相,处于上述两相之间的膜相。
液膜分离主要应用于烃类分离、废水处理和金属离子的提取和回收等。
传质分离过程中的精馏、吸收、萃取等一些具有较长历史的单元操作已经应用很广,膜分离和场分离等新型分离技术在产品分离、节约能耗和环保等方面已显示出它们的优越性。
3.分离方法的类型与选用的原则
3.1分离方法的类型
物料的分离方法存在多种不同类型,那是因为有多种多样的化工生产物料,而在选择分离方法的过程中,往往是按照物料被分离中各种组分的化学与物理的不同性质来确定选择;按照化学与物理性质进行区分,有如下五种类型常见的分离方法:①固体混合物分离方法,②气固相混合物分离方法,③液体混合物分离方法,④液固相混合物分离方法,⑤气体混合物分离方法。
3.2分离方法选用的原则
在分离方法选用之时,需对产品的精细化程度与产品生产的产值进行考虑,对于精细化程度高与产值高的产品,不需考虑分离成本,可选用部分高效分离方法,对于一些相对较低产值而很大产量的产品,则需要对分离成本进行考虑,可以选用那些分离步骤较少或相对简便的分离方法。
尽量避免含有固体的物流在生产过程中出现,应尽可能预先除尽物流中的固体,由于它们在输送中能量的消耗相对较大,而且含液体或气体的物流相当容易形成管道堵塞。
在进行多种不同物质混合的物料分离时,其分离顺序应考虑的原则为:为避免其工艺过程受到影响,应尽量先分离易导致极其有害与副反应的物质,同时对需要高压方可分离的物质,也应考虑进行先分离;另外,首先被分离出来的是最容易分离的组分,而留到最后分离的是最难分离的组分。
选择分离方法的主要原则还是要从经济上的合理性与技术上的可靠性进行考虑。
例如精馏与萃取两者均为分离液体混合物的方法,依技术成熟的程度而言,精馏在于萃取之上,若能够采取精馏分离的物料,应尽可避免采用萃取,若混合物的沸点出现较大偏差时,利用蒸馏即可简单进行分离,就勿需采用精馏,如此的操作费用与选择投资都相对较低。
分离方法的选用一定要有针对性地进行,因为它是一项技术性相当强的工作,只有对被分离出物料的化学、物理性质,以及分离的要求均清楚把握后方可进行最佳的选择。
4.结束语
总而言之,化工广泛的应用,环境的需要都说明化工分离过程在国计民生中所占有的地位和作用,并展示了分离过程的广阔前景,现代社会离不开分离技术,分离技术发展于现代社会。