分离工程1
分离工程(邓修)1 绪论
原理：利用膜的 渗透性和选择性 实现物质分离
应用：广泛应用 于水处理、食品 加工、生物制药 等领域
特点：高效、节 能、环保、操作 简便
发展趋势：膜材 料的改进、膜过 程的优化、膜技 术的集成化
原理：利用不同分子间的沸点差异进行分离 特点：高效、节能、环保 应用领域：精细化工、医药、食品等行业 发展趋势：不断优化和改进提高分离效率和精度
离子液体：由离子组成的液体具有低熔点、高沸点、高热稳定性等特性 离子液体分离技术：利用离子液体的物理化学性质进行分离具有高效、环保、节能等优点 应用领域：石油化工、生物医药、食品加工等领域 发展趋势：离子液体分离技术正在逐渐取代传统分离技术成为分离工程中的重要技术之一
能量消耗：分离过程中需要消耗大量的能量包括电能、热能等
绿色分离技术：采用环保、节能、 高效的分离技术如膜分离、吸附 分离等
展望：未来绿色分离技术将更加 成熟应用范围更广成为主流分离 技术
添加标题
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添加标题
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发展趋势：随着环保意识的提高 绿色分离技术将越来越受到重视
挑战：需要解决绿色分离技术的 成本、效率、稳定性等问题提高 其竞争力
石油化工：分离石油、苗等医药产品
物理分离：如过 滤、离心、沉降 等
化学分离：如萃 取、离子交换、 吸附等
生物分离：如发 酵、酶解、细胞 破碎等
核分离：如核磁 共振、质谱分析 等
热力学定律： 能量守恒、 熵增、热力
学平衡等
相平衡：固 液气三相平 衡、相图等
相变：蒸发、 冷凝、升华、
,
01 单 击 添 加 目 录 项 标 题 02 分 离 工 程 的 重 要 性 03 分 离 工 程 的 基 本 原 理 04 分 离 工 程 中 的 常 用 技 术 05 分 离 工 程 中 的 新 技 术 与 新 发 展 06 分 离 工 程 中 的 能 效 与 环 保 问 题
化工分离工程01
化工分离工程 011. 引言化工分离工程是化工领域的重要分支之一，它涉及到物质的分离、净化和纯化等工艺过程。
本文将介绍化工分离工程的基本概念、分类、应用领域、工艺流程以及一些常用的分离技术。
2. 分离工程的基本概念分离工程是指根据物质的物理性质、化学性质或者两者的组合，将混合物中的组分进行分离的过程。
分离工程的基本任务是提高混合物中目标组分的纯度，并且尽可能地提高分离效率。
3. 分离工程的分类分离工程可以按照不同的分类标准来进行分类。
根据物质的性质，分离工程可以分为物理分离和化学分离两大类。
物理分离是根据物质的物理性质进行分离，包括蒸馏、吸附、萃取等技术；化学分离是根据物质的化学性质进行分离，如化学反应、化学析出等技术。
4. 分离工程的应用领域4.1 化工生产中的应用化工分离工程在化工生产中起着至关重要的作用。
通过分离工程，可以将原材料中的有用组分与杂质分离开来，从而提高产品的质量和产量。
例如，在石油炼制过程中，通过蒸馏工艺可以将原油中的轻质烃类和重质烃类分离出来，得到汽油、柴油等产品。
4.2 环境保护中的应用分离工程也广泛应用于环境保护领域。
例如，在废水处理过程中，可以通过吸附、离子交换等分离技术，将废水中的污染物与清水进行分离，从而净化废水，保护环境。
4.3 生物医药领域的应用化工分离工程在生物医药领域也有广泛的应用。
例如，在药物研发过程中，可以通过分离工程将混合物中的有效药物分离出来，提高药物的纯度和活性，从而提高药物的疗效。
5. 分离工程的工艺流程分离工程一般包括前处理、主分离和后处理等环节。
前处理是指对混合物进行预处理，如去除杂质、调整溶剂比例等；主分离是指将混合物中的目标组分与杂质分离开来；后处理是指对分离后的产物进行处理，如晶体过滤、溶剂回收等。
不同的分离工程可以采用不同的工艺流程，具体的流程可以根据混合物的特性和目标要求进行设计。
6. 常用的分离技术6.1 蒸馏蒸馏是一种基于组分的挥发性差异进行分离的技术。
分离工程1
s 是非： ij 与
ij 均可用来表示任意一个
过程的分离程度 分离过程与分离工程是同一概念吗？
学习本章要了解分离工程在化工生产中的重要性， 分离过程的分类以及常用的化工分离操作过程。 理解工业上常用的分离单元操作的基本原理，了 解一些典型应用实例。 掌握分离过程的特征，区分分离因子和固有分离 因子，并用其判断一个分离过程分离的难易程度。 要平衡分离的原理和处理的手段。 重点：掌握分离过程的特征，分离因子和固有分 离因子的区别，平衡分离和速率分离的原理。 难点：用分离因子判断一个分离过程进行的难易 程度，分离因子与板效率之间的关系。
1.3 一、研究内容 分 分离过程: 将一混合物转变为组成互不相同的两 离 过 种或几种产品的哪些操作 程 分离工程: 研究分离过程中分离设备的共性规律， 的 研 分离与提纯的科学 究 课程研究对象：传质分离操作 内 容 基础：物理化学、化工热力学、传递原理和化工 与 原理中研究的基本原理和知识 研 究 研究内容：研究和处理传质分离过程的开发和设 方 计中遇到的工程问题，包括适宜分离方法的选择， 法
§1—1 分离操作在化工生产中的地位
1.1.1 分离过程在工业生产中的重要性 分离过程----指将两组分或多组分的混 合物分离成为接近于纯的物质或者分离 成为满足一定组成要求的物质的过程。
§1—1 分离操作在化工生产中的地位
分离过程示意
能量 物质添加剂
§1—1 分离操作在化工生产中的地位
1.1 分 离 操 作 在 化 工 生 产 中 的 地 位
⑵分
现代：无论化学、石油、冶金、食品、 轻工、医药、生化和原子能等工业都广 泛应用分离过程
总而言之，广泛的应用，科技的发展，环 境的需要都说明分离过程在国计民生中所 占的地位和作用，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。
分离工程知识点总结
分离工程知识点总结一、分离工程概述1.1 分离工程的定义分离工程是指利用特定的设备和工艺将混合物中的不同组分分离出来，以实现材料的纯化、浓缩或者提取等目的的工程过程。
分离工程广泛应用于化工、制药、食品等行业中，是一项重要的工业过程。
1.2 分离工程的分类根据不同的分离原理和分离过程，分离工程可以分为物理分离和化学分离两大类。
物理分离包括过滤、离心、蒸馏、结晶等；化学分离包括萃取、吸附、电泳、凝聚等。
1.3 分离工程的应用分离工程在化工生产中扮演着重要的角色，比如原料的提取、产品的纯化、废水的处理等都离不开分离工程。
此外，分离工程也被广泛应用于制药、食品、环保等领域。
二、分离工程的原理与设备2.1 过滤过滤是利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来的物理分离方法。
常见的过滤设备包括板框压滤机、真空过滤机、滤筒式过滤器等。
2.2 离心离心是利用离心力将混合物中的不同密度的组分分离出来的物理分离方法。
离心设备有离心机、离心沉降机等。
2.3 蒸馏蒸馏是利用液体的沸点差异将混合物中的不同组分分离的方法。
蒸馏设备包括塔式蒸馏装置、蒸馏锅、蒸馏塔等。
2.4 结晶结晶是利用物质溶解度的差异将混合物中的组分分离的物理分离方法。
结晶设备包括结晶器、结晶槽等。
2.5 萃取萃取是利用溶解度的差异将混合物中的组分分离的化学分离方法。
萃取设备包括萃取塔、萃取槽等。
2.6 吸附吸附是利用吸附剂将混合物中的组分吸附的化学分离方法。
常用的吸附剂有活性炭、沸石等。
2.7 电泳电泳是利用电场作用将混合物中的带电粒子分离的化学分离方法。
2.8 凝聚凝聚是利用沉淀剂将混合物中的悬浮物分离出来的方法。
三、分离工程的工艺流程3.1 分离工程的基本流程分离工程的基本流程包括进料、分离、收集和处理废物四个步骤。
进料是将混合物送入分离设备，分离是利用特定的原理将混合物中的组分分离，收集是将分离出来的组分进行收集，处理废物是处理分离工程产生的废弃物。
分离工程(邓修)1 绪论34页PPT
WHY
一、分离过程的地位
化工生产
反应（Reactive）
分离
萃取物 （Extractive Natural raw material）
配制（Formulation）
分离 分离
炼油、石油化工：
石油炼制工业通过炼油过程把原油加工为汽油、 喷气燃料、煤油、汽油、燃料油、润滑油、石 蜡油、石油沥青、石焦油和各种石油化工原料 等；
分离工程(邓修)1 绪论
化工分离工程
Chemical Separation Engneering
主要内容
第1章 绪论 第2章 精馏 第3章 吸收 第4章 液液萃取 第5章 分离过程的节能 第6章 其他分离技术和分离方
法的选择
第1章 绪论
1.1 概述 1.2 分离因子 1.3 过程开发及方法 1.4 分离方法的选择
冷或热 固体吸附剂
热 溶剂 固体树脂
产品 液体+蒸汽 液体+蒸汽 液体+气体 液体+液体 液体+固体 固体+液体或气体 固体+蒸汽 固体+液体 液体+固体
分离原理 蒸汽压不同 蒸汽压不同 溶解度不同 溶解度不同
过饱和 吸附力不同 湿组分蒸发 溶解度不同
离子的可交换性
2）速率控制分离过程
过程名称 气体扩散
原料 气体
分离剂 压力梯度和膜
产品 气体
热扩散 气体或液体 湿度梯度
气体或液体
分离原理
多孔膜中扩散的速 率差异
热扩散速率差异
电渗析 电泳
反渗透 超过滤
液体 液体 液体 液体
电场和膜 电场
压力梯度和膜 压力梯度和膜
化工分离工程课件 (一)
化工分离工程课件 (一)化工分离工程是化工工程的重要组成部分，也是重要的基础课程之一。
化工分离工程的主要内容是研究并掌握化学品的分离方法，即从混合物中分离出所需的成分。
化工分离工程涉及的知识十分广泛，包括物理、化学、数学等课程的知识，因此对学生的综合素质提出了很高的要求。
为了更好地掌握化工分离工程的理论和实践知识，教师制作化工分离工程课件已成为常规教学手段。
化工分离工程课件主要包括分离原理、分离设备、分离过程控制等内容。
其目的是使学生通过课件学习化工分离工程的基础理论和技术方法，了解常用的分离设备和其特点，掌握实际分离过程的操作方法和过程控制技术。
化工分离工程课件的制作需要考虑多个方面的要素。
其一，内容要准确、详尽且可靠，要及时更新，以求紧跟行业最新技术和应用前沿。
其二，结构要清晰明了，条理分明，达到便于理解和记忆的效果。
其三，其所包含的教学多媒体要鲜明生动，使学生能够在视觉、听觉等各方面受到充分的训练。
最后，还需要配合教学实践，对课件进行修正和完善，使之发挥出最佳效益。
通过翻阅相关的化工分离工程课件，我们可以看到课件所提供的内容非常丰富，从分离原理、分离设备到分离过程控制等内容均有详细介绍。
同时，课件也配有具体的实例和案例，通过生动形象的图像、动画等多媒体呈现方式，使学生能够更加直观地理解和掌握化工分离工程的基础理论和技术方法。
化工分离工程课件为学生提供了一个在线学习化工分离工程的平台，让学生便捷地获取化工分离知识，能够更加充分地了解化工分离工程的原理和实践技术。
通过轻松自主的学习方式，学生可以在校园内外任意时间选择学习，提高了学生的学习效率和兴趣。
同时，化工分离工程课件的制作也为授课教师节约了大量的教学时间，使教学效果得到了很大的提高。
综上所述，化工分离工程课件的制作和运用对教学具有十分重要的价值。
它使学生更加清晰地了解化工分离工程的核心理论和要领，提高学生的学习兴趣和课堂体验。
同时，也为教师的教学提供了有效的手段和课件素材，提高教学效果，优化教学内容。
化工分离工程01[1]
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1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地 位与作用
返回
一般化工生产过程：
煤
石油
化
天然气
工 原
反应
分离
产 品
生物质
料
例1：乙烯水合生产乙醇
乙
烯
循环乙烯
放 空
水
水
放 空水
氢
12
C2H4 H2 0 C2H5OH
345 6 7乙源自醛水93% 产品
8 9 10
废水
废水
67 8
10 11 13
石脑油 进料
12
重芳烃 对二甲苯
间二甲苯 和邻二甲 苯
1-重整反应器；2、13-汽液分离器；3-压缩机；4-脱丁烷塔；5-萃取塔 6-再生塔；7-甲苯塔；8-二甲苯回收塔；9-冷却器；10-结晶器； 11-异构化反应器；12-熔融塔
● 原料：石脑油 沸程120～230K
●加氢重整后得到：轻油 非芳烃 苯 甲苯 二甲苯 高级芳烃
废物最小化？
清洁工艺综合考虑：
● 合理的原料选择；
● 反应路径的清洁化；
● 物料分离技术的选择； ● 确定合理的流程和工艺参数。
核心： 化学反应/过程绿色化
●原料绿色化：采用无毒无害原料 采用可再生资源（如生物质）
●产品绿色化：设计安全的化学品 设计可降解的化学品
●过程绿色化：采用原子经济性反应 采用绿色催化剂 采用绿色溶剂 过程强化外场强化 流程集约化 装备微型化
教材：面向21世纪课程教材：
刘家祺.分离过程.北京:化学工业出版社, 2002
主要参考书:
陈洪钫,刘家祺.化工分离过程.北京:化学 工业出版社, 1995
化工分离工程Ⅰ期末复习题库及答案
分离工程复习题库第一部分填空题1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。
2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。
它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。
3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。
相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。
4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。
5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。
6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。
8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。
9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。
10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。
11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。
12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。
13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。
14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。
15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。
16、分离剂可以是（能量）和（物质）。
17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。
18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 )19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。
20、温度越高对吸收越（不利）21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。
22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。
23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。
24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。
分离工程1-2
在多组分精馏中, 选取的组分不同, 由芬斯克式得 出的Nm值也不同, 只有按一对关键组分计算所得 到的Nm, 才能满足产品的分离要求。即： 全凝器：
xl x h lg x x h D l w Nm 1 lg lh
y ni x n 1,i
(6-20)
y
xw
xD x
按相对挥发度的定义，在塔釜，组分i对组分r的相对挥发度为：
yi yi x y i r w w ( ir ) w yr xi x x r w r w
进料状态参数：
H hF q H h
对有C个组分组成的物系，精馏段与提馏段分别可列出C-1 个方程组。
例6-4
自己先做，再看书！
某三元溶液中含苯 60% ；甲苯 30% ；二甲苯 10%(mol%) 。要求通过精馏得到含甲苯不高于 0.5%，且不含二甲苯的塔顶馏出物，釜残液中苯 要求不高于 0.5% 。回流比 R=2，泡点进料。试计 算塔顶和塔釜产物的量和组成，并列出操作线方 程式。
重关键组分(heavy key component)——指在塔顶馏 出液中该组分的浓度要有严格限制，并在进料液中 比该组分重的组分及该组分的绝大部分应在塔釜液 中采出。
如：A B C D E
l h
回收率(分离度)
轻关键组分的回收率为该组分在塔顶产品中的量 占进料量的百分数, 亦称为塔顶回收率。 重关键组分的回收率为该组分在塔釜产品中的量占 进料量的百分数, 亦称为塔釜回收率。
（6-26）
对分凝器 由(6-23c)式
N 1 N N 1 w
yi N 2 xi y x r D r w
分离工程 (1)
填空题1、分离过程涉及的变量数减去描述该过程的方程数即为该过程的（）。
2、设计变量是指在计算前，必须由设计者（）的变量。
3、一个含有4个组分的相平衡物流独立变量数有（）个。
4、一个装置的设计变量的确定是将装置分解为若干进行（），由（）计算出装置的设计变量数。
5、常用的汽液相平衡关系为（）。
6、相对挥发度的定义为两组分的( )之比，它又称为（）。
7、活度系数方程中A可用来判别实际溶液与理想溶液的（）。
8、用于泡点计算的调整公式为（）。
9、一定压力下加热液体混合物，当液体混合物开始汽化产生第一个汽泡时的温度叫（）。
10、一定温度下压缩气体混合物，当开始冷凝产生第一个液滴时的压力叫（）。
11、计算泡点温度时，若，温度应调（）。
12、平衡常数与组成有关的露点计算，需迭代露点温度或压力外，还需对（）进行试差。
13、在分离流程中常遇到的部分汽化和冷凝过程属（）。
14、单级分离是指两相经（）后随即引离的过程。
15、等温闪蒸计算目标函数对收敛速度和稳定性有很大影响，采用Newton-Raphson法时，较好的目标函数为（）。
16、若组成为zi的物系, ∑Kizi＜1时其相态为（）。
17、在进行闪蒸计算时，需判断混合物在指定温度和压力下是否处于（）。
18、闪蒸按体系与环境有无热量交换分为（）和（）两类。
19、绝热闪蒸与等温闪蒸计算不同点是需要考虑（）。
1、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。
2、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。
3、非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在（）时分布一致。
4、精馏塔计算中每个级由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。
5、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。
6、采用液相进料的萃取精馏时，要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值，所以在（）。
7、当原溶液为非理想型较强的物系，则加入萃取剂主要起（）作用。
8、要提高萃取剂的选择性，可（）萃取剂的浓度。
9、最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。
《分离工程》复习摘要解析
一、关键组分（Key Components） 二、多组分精馏特性
19
一、关键组分（Key Components）
Na=串级数(2)＋分配器(1) ＋侧线采出(0)＋传热单元 (2)
（不论有多少个组分）
F
已被指定的可调变量： （1）进料位置 feed stage location ； （2）回流比 reflux ratio ； （3）全凝器饱和液体回流或冷凝器的传热面积或馏 出液温度。heat transfer area of the condenser or condensate temperature( i.e., saturated liquid) (4)余下的2个可调设 计变量一般用来指定 某个组分在馏出液和 另一个组分在釜液中 的浓度。
c
（4）判断 f T （一般为0.01 ）否； （4）若 f T ，输出T，yi 结束； （5）若 f T 不成立，令K
k 1 i
y k 1 k 1 K ~ （5） i K ，由K i 得T 重复（2） i i 1
k i
注意：同一组分，规定 了一端的回收率，另一 端的量已确定。不能重 复！
3. 关键组分的指定原则 由工艺要求决定 例：ABCD（按挥发度依次减少排列）混合物 分离 ◆工艺要求按AB与CD分开： 则：B为LK；C为HK ◆工艺要求先分出A： 则：A为LK；B为HK
二、多组分精馏特性
二元精馏 vs 多元精馏 计算方法上：
分离媒介分为能量媒介（ ESA ）和物质媒 介（MSA）。 速率分离过程 —— 借助某种推动力 ( 如浓度 差、压力差、温度差、电位差等 ) 的作用，某些 情况下在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩 散速度的差异而实现混合物的分离操作。
分离工程 第一章 绪论
第一章绪论Chapter1 Introduction§1-1分离操作在化工生产中的地位（Position of separation process in chemical industry）化工分离技术是随着化学工业的发展而逐渐形成和发展的，生产实践是分离工程形成与发展的源泉。
先了解早期人类生产活动中的分离过程，早在数千年前，人们已利用各种分离方法制作许多人们生活和社会发展中需要的物质。
例如，利用日光蒸发海水结晶制盐；农产品的干燥；从矿石中提炼铜、铁、金、银等金属；火药原料硫磺和木炭的制造；从植物中提取药物；酿造葡萄酒时用布袋过滤葡萄汁；制造蒸馏酒等等。
这些早期的人类生产活动都是以分散的手工业方式进行的，主要依靠世代相传的经验和技艺，尚未形成科学的体系。
而早期的化学工厂是由化学家根据实验室研究结果直接建立的。
通过生产实践发现，生产用的大装置中的化学或物理过程与实验室玻璃器皿中的现象有很大的不同。
而在不同产品的生产过程中，却有许多过程遵循相似的原理。
由此提出的单元操作原理奠定了化学工程学科最初的理论基础。
现代化学工业是开始于18世纪产业革命以后的欧洲。
当时，三酸二碱等无机化学工业成为现代化学工业的开端。
而19世纪以煤为基础原料的有机化工在欧洲也发展起来。
当时的煤化学工业规模不是很大，主要着眼于苯、甲苯、酚等各种化学品的开发。
在这些化工生产中需要将产品或生产过程的中间体从混合物中分离出来。
例如，当时著名的索尔维制碱法中，使用了高达二十余米的纯碱碳化塔，同时应用了吸收、蒸馏、过滤、干燥等分离操作。
但在当时，这项成就是由化学家在进行化学工艺过程开发的同时完成的，他们并没有意识到他们同时在履行着化学工程师的职责。
这时的分离技术是结合在具体的化工生产工艺的开发过程中，单独而分散地发展的。
19世纪末，20世纪初大规模的石油炼制业促进了化工分离技术的成熟与完善。
单元操作概念的建立对化学工程的发展起了重大的作用。
分离工程教案-第1章绪论
一、教学目的：通过本课程教学，使学生典型分离技术的基本内容，掌握多组分精馏和吸收、吸附、膜分离等单元操作的原理和有关计算；能进行典型化工单元操作的工艺计算。
二、时间安排：60学时1、绪论2学时2、精馏12学时3、特殊精馏8学时3、吸收12学时4、吸附14学时5、膜分离技术10学时6、复习2学时7、合计60学时三、重点与难点1、重点：精馏、吸收2、难点：吸附、膜分离四、授课1．2节（一）引入：《化工原理》课中，我们学习了双组分物料分离的单元操作。
但是自然界存在的绝大多数物质，多数是以多种成分的混合物形式存在，当我们需要其中的某一组分物质时，往往需要对多组分混合物重新进行混合和分离，如选矿、冶炼、食盐的制取、石油的分馏等，所以，在工程上，多组分分离更具有实际意义，为此，特开设分离工程课程以满足工程需要。
（二）授课：第一章绪论第一节概况一、分离工程的作用、意义和分类：1、概括化工生产过程：1）原料的预处理（粉碎、加热、分离）；2）经预处理的原料通过化学反应而生成产物（包括中间品、产品）；3）产物的分离和提纯。
4）物料的输送5）化工过程可概括为：化学反应、分离、加热（冷）等预处理、输送------产生学科：反应工程、分离工程、传热、流体（粉体）的输送。
2、关于分离过程1）物质(组分)的混合为自发的自然过程，并拌有熵增大，也是所谓的无序程度的增加。
相反，将混合物分离则不是自发过程，需要消耗一定能量。
2）如果被分离的混合物存在两个或多个互不溶的相，一般先利用机械方法分离各相，如利用重力场、离心力常或电场等予以分离。
随后对每相采用适当的分离技术分离之。
3）对于均相混合物（气相、液相或固相），通常是产生或加入一个与其不互溶的另一相物质，而实现混合物的分离的。
此不互溶的物质可以利用能量分离剂)(MSA加入。
(ESA产生，或作为质量分离剂) 4）能量分离剂包括热、压力、电、磁、离心运动、辐射等；质量分离剂指过滤介质、吸收剂、表面活性剂、吸附剂、离子交换树脂、膜材料等。
制药分离工程 (1)
第五节 制药分离过程技术发展趋势
一、基础理论研究
• 对分离技术共同规律的探索。 • 研究非理想溶液中溶质与添加物料之间的选择性分离机理，
以及各物理因子对其的影响效应，研制高选择性的分离剂。 • 研究界面区的结构、控制界面现象和探求界面现象对传质机
一、各工序间的合理配置和优化
因工序间具有复杂的相互影响作用，应作好工序间的衔接工 作，对影响工艺流程整体纯化效果的加工条件进行优化。
上一工序
保证工艺处理条件和产物的
质量适于加工要求
后一工序
６或关注桃报：奉献教育（店铺）
二、收率与纯度之间的平衡
成品 加工
无菌过滤 超滤 冷冻干燥 喷雾干燥 结晶
第二节 制药分离工艺技术的选择
一、选择工艺技术的总体原则
1. 采用步骤数量少
提高各个步骤的回收率；减少回收流程所需的步骤
2. 采用步骤的次序要相对合理
初步纯化时，对于不同特性的产品，具有不同的 纯化步骤。
二、选择工艺时应考察的主要工业生产参数
1. 产品规格 2. 生产规模 3. 进料组成 4. 产品 的形式 5. 产品的稳定性 6. 危害性 7. 废水 8. 分批或连续过程
1.2 制药分离工艺技术的选择
1.3 分离纯化方法的综合运用与工艺优化 1.4 制药分离过程的环境保护、职业卫生
及生产安全 1.5 制药分离过程技术发展趋势
学习目标
• 1. 了解制药分离过程的特点及其重要性，掌握选 择制药分离工艺和技术的一般原则。
• 2. 学习产品高度纯化的工艺技术，掌握其原理和 特点及适用范围。
三、技术经济性考虑
• 纯化工艺总体成本与纯化产物的价值必然影响纯化工艺 路线的设计。
制药分离工程1-7章
绪论（3个对象、特点、分离技术、特征、举例）•对象：生物制药、化学制药、中药制药•生物制药：利用生物体、生物组织或其他成分，综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学等的原理与方法进行加工，制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。
•生物制药举例：1982年第一个用重组dna技术生产的生物医药产品，人胰岛素出现，此后以基因重组为核心的生物技术所开发研究的新药数目一直居首位。
•化学制药：由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得；或由已知具有一定基本结构的天然产物经过对化学结构进行改造和物理处理过程制得•化学制药举例：在研究天然药物化学结构的基础上，通过人工合成和结构改造，获得了新的化学药品，如通过可卡因的改造，发明了一系列结构简单的局麻药（普鲁卡因、丁卡因等）；20世纪30年代一系列磺胺类药物的发明是化学治疗的又一新的里程碑，从此人类有了对付细菌感染的有效武器；•中药制药：中药以天然植物药、动物药和矿物药为主，但自古以来也有一部分中药来自人工合成；中药具有明显的特点，其形、色、气、味、寒、热、温、凉、升、降、沉、浮是中医几千年来解释中药药性的依据，并受阴阳五行学说的支配。
•中药制药举例：唐代孙思邈的《千金方》中，就有制药总论专章，叙述了制药理论、工艺和质量问题。
•制药过程均包括原料药的生产和制剂生产两个阶段，在制药分离工程中，将主要研究原料药生产过程中的分离技术。
•制药分离原理：利用待分离的物质中有效活性成分与共存杂质之间在物理、化学和生物学性质上的差距进行分离。
分离操作通常为机械分离和传质分离两大类。
机械分离的对象是非均相混合物，可根据物质的大小、密度和差异进行分离，传质分离主要用于各种均相混合物分离，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。
二、固液萃取（多出题！适用范围、浸取过程影响因素、浸出方法、浸出时间计算、浸取工艺分类及设备）•概念1）有效成分：指起主要药效的物质；2）辅助成分：指本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质；3）无效成分：指本身无效甚至有害的成分；4）组织物：是指构成药材细胞或其他不溶性物质；•单级浸取计算（书本例题）进行n级浸取时，第n次浸取后，剩余在药材中的浸出物质量为：g n= G/（1+a）na = G’/g’G为药材所含待浸取的物质量；G’为浸出后所放出的溶剂量；g’为浸出后剩余在药材中的溶剂量；g为浸出后残留在药材中浸出物质量•浸取操作有三种基本方式：单级浸取、多级错流浸取、多级逆流浸取。
【免费下载】分离工程1
题号:7 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 内容: lewis 提出了等价于化学位的物理量 A、蒸馏 B、吸收 C、膜分离 D、离心分离
标准答案:A
题号:8 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 内容: 吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是 A、提高压力 B、升高温度 C、增加液汽比 D、增加塔板数
本题分数:5
本题分数:5
本题分数:5
本题分数:5
A、实际过程 B、可逆过程
标准答案:B
题号:6 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 内容: 关于吸收的描述下列哪一个不正确 A、根据溶解度的差异分离混合物 B、适合处理大量大气体的分离 C、效率比精馏低 D、能得到高纯度的气体
标准答案:D
本题分数:5
本题分数:5
本题分数:5
本题分数:5
题号:10 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 内容: 下列哪一个不是吸收的有利条件 A、提高温度 B、提高吸收剂用量 C、提高压力 D、减少处理的气体量
标准答案:A
题号:11 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 本题分数:5 内容:
标准答案:A
题号:3 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 内容: 关于均相恒沸物的那一个描述不正确 A、P-X 线上有最高或低点 B、P-Y 线上有最高或低点 C、沸腾的温度不变 D、部分气化可以得到一定程度的分离
标准答案:D
题号:4 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 内容: 形成二元最高温度恒沸物的溶液的压力组成图中，P-X 线是 A、曲线 B、直线 C、有最高点 D、有最低点
第一套 题号:1 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案） 内容: 系统温度大于露点时，体系处于 A、饱和液相 B、过热气相 C、饱和气相 D、气液两相
分离工程概念总结
分离工程概念总结什么是分离工程分离工程是一种软件开发中的概念，指的是将不同的功能或模块分开，以便更好地管理和维护代码。
通过将不同功能的代码分离开来，可以使代码更易读、易理解，同时也方便进行单元测试和重用。
分离工程的优势分离工程具有以下几个主要优势：1. 模块化通过将不同的功能或模块分开，可以使代码更加模块化。
每个模块可以独立开发、测试和维护，降低了代码耦合度，提高了代码的可维护性和可重用性。
2. 可测试性分离工程可以提高代码的可测试性。
每个模块可以独立进行单元测试，方便进行测试覆盖率和代码质量的控制。
同时，通过使用依赖注入等技术，可以更方便地进行模拟和测试。
3. 并行开发通过分离工程，可以实现并行开发。
不同的开发人员可以同时开发不同的模块，提高了开发效率。
而且由于模块之间的接口清晰，开发人员之间的协同工作更加容易。
4. 可维护性分离工程可以提高代码的可维护性。
当需要修改某个功能时，只需要修改对应模块的代码，而不需要修改其他模块的代码。
这样可以降低代码改动带来的风险，并且减少了对其他模块的依赖。
5. 可重用性分离工程可以提高代码的可重用性。
通过将通用的功能或模块抽象成独立的库或包，可以在不同的项目中进行复用，减少了开发重复的工作。
这样不仅可以提高开发效率，还可以提高代码的质量和可靠性。
分离工程的实践实践分离工程有多种方法和技术，下面介绍一些常见的实践方法：1. 模块化开发模块化开发是一种将功能划分成独立模块的方法。
每个模块可以有自己的接口和实现，可以独立进行开发、测试和维护。
模块之间通过接口进行通信，遵循接口定义的规则。
常见的模块化开发方式包括使用面向对象编程中的类和接口、使用函数和闭包等。
2. 依赖管理依赖管理是一种管理代码之间依赖关系的方法。
通过明确定义模块之间的依赖关系，可以更好地管理和控制代码的组织结构。
常见的依赖管理方式包括使用依赖注入、使用依赖关系图和使用包管理工具等。
3. 测试驱动开发测试驱动开发是一种以测试为驱动的开发方法。
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即使是在一种产品的生产流程中，也有原理相 似的不同操作步骤
１生产实践是分离工程形成与发展的源泉
1.1 分离工程理论的形成与完善
1901年戴维斯编著的世界上第一本《化学工 程手册》 1923年美国麻省理工学院，W．K．刘易斯 和W．H．麦克亚当斯合著《化工原理》 1922年鲁宾逊的《精馏原理》和1926 年《蒸 发》 1926 年W．K．刘易斯的《化工计算》 1937 年T．K．舍伍德的《吸收与萃取》
信息技术在分离过程中的运用涉及到的热力学 和传递性质、多相流、多组分传质、分离过程 和设备的强化和优化设计 分子模拟 分子设计 化工模拟软件的商品化 分离过程的研究已从宏观传递现象的研究深入 到气泡、液滴群、微乳和界面现象 LDV(激光多普勒测速仪)、PIV(激光成像测速 仪) CFD(计算流体力学)软件
单晶硅的生产，冶炼级的硅在氢气的保护下 与氯化氢反应生成氯硅烷；再通过精馏分离 得到纯净的三氯硅烷；三氯硅烷在高温下通 氢还原得到高纯度的多晶硅。然后再通过另 一个纯化步骤，区域熔炼，得到单晶硅，以 供制造集成电路之用 光纤生产中所需要的四氯化硅，其中的氢化 合物的含量要求低于4×10-6，金属离子含量 低于2×10-9，可以通过多次精馏来进行纯化
现用萃取法和离子交换法
2.5分离技术与生物化工
基因工程产品提纯技术的分离对象、系统和 特点： (1)分离对象是具有特定的生物活性的生物大 分子产品 (2)目标产物存在于含有许多十分相似的杂质 的稀溶液中 (3)从卫生和安全角度出发，有着极高的纯度 和同一性要求 (4)外源蛋白在宿主细胞(如大肠杆菌)中往往 以不溶解的无定形蛋白聚合体即包涵体的形 式存在
工业中对空气进行净化，环境保护中对SOX、
NOX的清除步骤都离不开分离工程
1.4化工分离技术的特性
1.4.1化工分离技术的重要性 1.4.2化工分离技术的多样性
1.4.3化工分离技术的复杂性
1.4.1化工分离技术的重要性
1.4.2化工分离技术的多样性
1.4.3化工分离技术的复杂性
1.2.1蒸馏
1.2.3萃取 1.2.5结晶
1.2.2吸收
1.2.4浸取 1.2.6吸附
1.2.7离子交换
1.2.8过滤
1.3分离应用领域的延伸和拓宽
分离工程目前的使用已不限于化学工业和石 油工业 核工业用各种分离方法提取，生物化工用分 离技术对高附加值的产品进行分离，微电子
沈绍传，姚克俭，绿色化学与绿色分离工 程，林产化学与工业，2001，21（3）： 83~86
3.5.1传统分离过程的绿色化
对过程(如蒸馏、干燥、蒸发等)利用系统工 程的方法，充分考虑过程对环境的影响，以 环境影响最小(或无影响)为目标，进行过程 集成。如能量集成 ——换热网络 (HENs) ——质量交换网络(MENs) ——废物削减(WAR)算法 ——环境影响平衡理论(PEI)
１生产实践是分离工程形成与发展的源泉
1.1 分离工程理论的形成与完善
分离操作可分为平衡分离过程和速率分离过程 平衡分离过程，借助于热能、溶剂和吸附剂等媒介， 使均相混合物变成两相 速率分离过程在浓度差、压力差、电位差等的推动 力作用下，利用各组分的扩散速率差异进行分离
1.2分离单元操作的诞生与发展
3.6.4根据国情，加速分离科学和技术的发展 美国的研究工作兼具新颖性和实用性的特点 英国侧重于基础研究
法国重视核领域和数学模型的研究
德国重视实验技术和工程研究
日本在生物工程和新材料的研究方面投入了 很大的力量 加拿大和澳大利亚则以资源利用为研究重点
化学吸收：
3.4.1 反应过程与分离过程的耦合
通过溶质与溶剂中的活性组分发生反应，提 高传质推动力和液相传质系数，从而提高吸 收率，降低能耗和设备投资 化学萃取： 溶质与萃取剂之间发生化学反应 反应（催化）精馏： 反应与精馏结合，提高分离效率；同时，借助 精馏手段，提高反应收率
3.4.1 反应过程与分离过程的耦合
缺乏基础物性数据 大型塔器的可靠设计方法
2 、分离工程的发展促进了化学工
业等过程工业的进步
2.1分离技术和石油加工
2.2分离技术与化学工艺 2.3分离技术与原子能工业和核能
2.4分离技术与有色金属冶炼
湿法冶炼中的矿物浸取和萃取分离过程
2 、分离技术推动化学工业与相 关工业的发展
2.5分离技术与生物化工
生物分离工程是生物技术的一个组成部分
生物技术产品是通过发酵过程、酶反应过程、动植物
的细胞培养和基因重组获得的
从上述反应溶液或培养液中分离、精制出有关产品的
过程，即是生物分离工程或称生物下游加工过程
2.5分离技术与生物化工
发酵工业生产氨基酸、有机酸、抗生素等 钙盐法提取柠檬酸
3.6.2耦合分离技术引起重视
催化剂精馏、膜精馏、吸附精馏、反应萃取、 络合吸附、反胶团、膜萃取、发酵萃取、化 学吸收和电泳萃取
特点：综合了两种分离技术的优点 ，可以解 决许多传统的分离技术难以完成的任务
耦合分离技术比较复杂，设计放大比较困难
推动了化工数学模型和设计方法的研究
3.6.3信息技术推动了分离技术的发展
3.5.2 现代分离过程的绿色化
超临界技术，以无毒无害的超临界流体 替代各种对人和环境有害的有机溶剂 膜分离技术是一种节能、高效、无二次 污染的分离技术
3.6化工分离技术发展的若干特点
3.6.1竞争促进了分离过程的强化
新装置和新工艺方法
使设备小型化、能量高效化和有利于可持续 发展的化工分离新技术 化工塔器的内件:高效塔板、规整填料和散装 填料发明层出不穷 塔内件的优化匹配
2.7分离技术与化学及天然药物制造
超临界萃取精馏从鱼油中提取EPA和 DHA 模拟移动床技术用于手性拆分，用于旋 光纯药物的生产
2.8 分离技术与微电子产品制备
信息工业所需的高纯原料——如锗、硅、砷
化镓等半导体材料
集成电路生产中需要的试剂和光纤制造中的
光导纤维
2.8 分离技术与微电子产品制备
并避免高温、高压以保持生物制品的活性
对分离技术、分离设备和分离剂提出了更高
的要求。
2.7分离技术与化学及天然药物制造
超临界萃取、色谱分离、电泳分离等方法提 取天然药物有效成分 用超临界二氧化碳萃取天然存在的脂溶性高 沸点热敏性物质，如月见草油、小麦胚芽油、 沙棘籽油等不饱和脂肪或脂肪酸，维生素E、 紫草宁、卵磷脂、当归挥发油、蜂胶、杜仲、 紫杉醇、吗啡、银杏内酯、青蒿素等药用组 分
3.4.3 过程的集成
（1）传统分离过程的集成 例：共沸精馏与萃取集成 以丙酮为共沸剂将（环己烷／苯）共沸物首先 分离为苯和（丙酮／环己烷）共沸物，然后以
水为萃取剂，将（丙酮／环己烷）共沸物分离
为环己烷和丙酮水溶液，最后将丙酮水溶液分 离得到丙酮和水
3.4.3 过程的集成
（2）传统分离过程与膜分离的集成
3.2
超临界萃取技术
超临界流体兼有气液两重性的特点，即 密度接近于液体，而粘度和扩散系数又 与气体相似 它具有与液体溶剂相当的萃取能力，又 具有传质扩散速率快的特点
3.3
新型吸附技术
3.3.1模拟移动床吸附 利用对对二甲苯有较强吸附作用的分子 筛固体吸附剂，通过固相模拟移动的方 法产生两相连续逆流接触的效果 既提高了吸附剂的利用率、设备的生产 能力和分离效率，又避免了固体吸附剂 的磨损破裂、堵塞及固体颗粒缝间的沟 流
2.6 分离技术与能源和资源
能源和资源持续满足未来发展的需要的任务: 现有资源的充分利用，贫矿和贫化资源的开 采利用 粉煤、褐煤、页岩油等资源的清洁、经济和 有效的综合利用 新能源的开发，如太阳能、化学电池、生物 能源等
2.7分离技术与化学及天然药物制造
该领域要求高效而无污染地提取高纯的产品，
3.3新型吸附技术
3.3.2变压吸附 固体吸附剂对不同的气体组分具有一定 的吸附选择性且平衡吸附量随组分分压 升高而增加 利用此特性进行加压吸附、减压脱附实 现混合物的分离。
3.3新型吸附技术
3.3.3层析 亲固定相的分子在体系中移动较慢，而 亲流动相的分子则较快地流出体系，从 而实现了不同物质之间的分离 分为吸附层析、离子交换层析、疏水作 用层析、亲和层析、固定化金属离子亲 和层析、凝胶过滤层析
第一章
化工分离工程与高新科技发展
第一节 面向２１世纪的化工分离工程
１生产实践是分离工程形成与发展的源泉
1.1 分离工程理论的形成与完善
早期的化学工厂是由化学家根据实验室研究结果直 接建立的 通过生产实践发现，生产用的大装置中的化学或物 理过程与实验室玻璃器皿中的现象有很大的不同 在不同产品的生产过程中，却有许多过程遵循相似 的原理 由此提出的单元操作原理奠定了化学工程学科最初 的理论基础
3.4.2分离过程与分离过程的耦合
萃取结晶（加合结晶）： 加入有机溶剂使待结晶的无机盐水溶液中的一 部分水被萃取出来，促进无机盐的结晶过程 吸附蒸馏： 气-液-固三相分离过程，同时利用吸附选择性高、 能耗低的优点和蒸馏处理量大、设备较简单、工 艺成熟的优点。特别适用于共沸物和沸点相近物 系的分离及需要高纯度产品的情况 电泳萃取： 利用电场作用下，带电溶胶粒子（蛋白质）在 萃取剂中泳动速度不同的性质，实现分离
例：精馏与渗透蒸发的集成 发酵液脱水制备无水乙醇。在乙醇高浓区，精 馏的分离效率极低，在共沸组成处无法分离， 此时利用渗透蒸发技术可越过共沸组成点，达 到很高的分离程度 （3）膜过程的集成
例：超滤、反渗透与渗透蒸馏的集成
3.5绿色分离工程
绿色分离工程是指分离过程绿色化的工 程实现 途径:对传统分离过程进行改进及使用新型的分离技术