分离工程
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
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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
混合建模
结合机理建模和数据驱动建模 的优势，提高模型的精度和泛 化能力。
优化算法
应用遗传算法、粒子群优化等 智能优化算法，对分离过程进
行参数优化和操作优化。
先进控制技术应用
预测控制
基于模型预测控制（MPC）技术， 实现对分离过程的实时优化和控制。
化工分离工程
汇报人：XX
目 录
• 分离工程概述 • 化工分离原理与方法 • 化工分离设备与技术 • 化工分离过程优化与控制 • 典型案例分析 • 未来展望与挑战
01
分离工程概述
分离工程定义与重要性
分离工程定义
利用物理、化学或物理化学方法 ，将混合物中的各组分进行分离 、提纯或富集的过程。
重要性
膜分离法
01
02
03
原理
利用特定膜材料的选择性 透过性，使混合物中的某 些组分能够透过膜而实现 分离。
分类
微滤、超滤、纳滤、反渗 透等。
应用
海水淡化、废水处理、气 体分离等。
03
化工分离设备与技术
塔设备
蒸馏塔
用于多组分溶液的分离， 通过加热使不同组分在不 同温度下挥发，从而实现 分离。
吸收塔
用于气体吸收操作，将气 体中的某一组分通过液体 吸收剂吸收到液体中。
通过化工分离技术，将废弃物中的有用成分提取 出来，实现废弃物的资源化利用，减少环境污染 。
环保型分离剂的开发
研发环保型的分离剂，如生物可降解的分离剂、 无毒无害的分离剂等，以降低化工分离过程对环 境的污染。
化工行业面临的挑战与机遇
挑战
随着环保法规的日益严格和资源的日益紧缺，化工行业面临着越来越大的环保压力和成本压力。同时，新兴技术 的不断涌现也给传统化工行业带来了竞争压力。
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。
分离工程试题及答案
分离工程试题及答案一、选择题1.以下哪个不是分离工程的主要目标？A.分离固体和液体B.分离固体和气体C.分离液体和气体D.分离化学物质答案：D2.分离工程中常用的一种方法是？A.蒸馏B.结晶C.萃取D.过滤答案：A3.以下哪个过程不属于固体分离工程？A.沉淀B.离心C.过滤D.萃取答案：D4.分离工程的主要原理是根据物质的什么性质进行分离？A.化学性质B.物理性质C.生物性质D.机械性质答案：B5.下列哪个设备不属于分离工程中常用的设备？A.蒸馏塔B.过滤器C.离心机D.反应釜答案：D二、填空题1.分离工程的目的是将不同物质进行_______。
答案：分离2.常用的固体分离方法有________、过滤等。
答案：沉淀3.蒸馏是根据物质的_______性质进行分离的。
答案：沸点4.离心技术是利用物质的_______差异进行分离的。
答案：密度5.过滤器是用来分离_______和液体的设备。
答案：固体三、简答题1.请简述固体分离工程的常用方法。
答：固体分离工程的常用方法包括沉淀、过滤等。
沉淀是利用物质在溶液中形成固体颗粒的性质进行分离，通过让固体颗粒在溶液中聚集形成沉淀，然后通过过滤将沉淀分离出来。
过滤是通过筛选或者滤纸等材料将固体颗粒从液体中分离出来。
这些方法都是根据固体颗粒与液体的物理性质差异进行分离的。
2.蒸馏是一种常用的分离方法，请简要介绍其原理及应用领域。
答：蒸馏是根据物质的沸点差异进行分离的方法。
在蒸馏过程中，将混合物加热至沸腾，液体中的成分会根据其沸点的高低逐渐蒸发出来，然后通过冷凝器将蒸汽冷却成液体，从而分离出不同组分。
蒸馏广泛应用于石油化工、药品工业、食品加工等领域，例如在石油炼制中用于分离原油中的不同馏分，制药过程中用于提取药物中的纯净成分等。
四、解答题请根据你对分离工程的理解，对以下问题进行解答。
1.为什么需要进行分离工程？答：分离工程是为了将混合物中的不同组分进行分离，以便获取纯净的物质或者提取其中有用的成分。
分离工程——精选推荐
分离工程复习题第一部分 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（熵减过程）。
2、衡量分离过程的难易程度用（分离因子）表示，处于相平衡状态的分离程度的是（固有分离因子）3、分离因子表示任意分离过程所达到的（分离程度），其定义为（1122//i j s ij i j x x x x α= ）。
4、分离剂可以是（能量分离剂ESA ）或（物质分离剂MSA ），有时也可两种同时应用。
5、固有分离因子是根据（汽液相平衡）来计算的，它与实际分离因子的差别用（级效率）来表示。
6、分离技术的特性表现为其（重要性）、（复杂性）和（多样性）。
7、分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达到分离目的。
8、分离剂可以是（能量）或（物质），有时也可两种同时应用。
9、若分离过程使组分i 及j 之间并没有被分离，则（,1s i j α=）10、可利用分离因子与1的偏离程度，确定不同分离过程的分离的（难易程度）。
11、工业上常用（分离因子）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（固有分离因子）12、对单相物流的独立变量数为（C+2）,对相平衡物流的独立变量数为（C+2）.13、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。
相平衡的条件是汽液两相中温度压力相等，每一组分的（化学位相等）。
14、根据泡点，露点的概念，精馏塔塔顶温度即为对应的汽相组成的（露点），塔釜温度即为对应塔釜液相组成的（泡点）。
15、当混合物在一定的温度、压力下，满足（D B T T T >>或(/)1i i z K >∑和1i i K z >∑同时成立）条件即处于两相区，可通过（物料平衡、相平衡和摩尔分率加合式）计算求出其平衡气液组成。
16、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。
17、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。
18、非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在（全回流）时分布一致。
化学工程中的分离工程
分离工程在化学工业中扮演着至关重要的角色，它涉及到各 种化学物质的制备、提纯和精制，是实现物质分离与纯化的 关键环节。分离工程技术的进步对于提高产品质量、降低能 耗和减少环境污染等方面具有重要意义。
分离工程的基本原理
相平衡理论
相平衡理论是分离工程的基本原理之一，主要研究物质在不同相之间的平衡分配 关系。通过相平衡理论，可以了解物质在两相之间的溶解度、分配比等参数，为 实现物质的分离提供理论依据。
离子液体是一种新型的绿色溶剂，具有优异的物理化学性质，在分离工程中具有广泛的应用前景。
详细描述
离子液体在分离工程中主要应用于萃取、吸附、精馏等领域。离子液体作为萃取剂可以有效地分离不同种类的物 质，同时具有较高的选择性和分离效果。此外，离子液体还可以作为吸附剂用于气体和液体的分离和纯化。
人工智能在分离工程中的应用
然气分离、油品精制等方面。分离工程技术用于将石油和天然气中的不
同组分进行有效的分离和提纯。
02
制药工业
制药工业中，分离工程技术用于药物的制备、提纯和质量控制。通过分
离工程技术，可以获得高纯度的药物成分，提高药物的治疗效果和安全
性。
03
环境工程
环境工程中，分离工程技术用于处理各种工业废水、废气和固体废弃物
环保性原则
在设计和实施分离过程时，应 尽量减少对环境的负面影响。
经济性原则
在满足工艺要求的前提下，应 尽量降低投资和运行成本。
可靠性原则
分离过程应具有较高的可靠性 和稳定性，以确保生产过程的
连续性和产品质量。
分离过程的优化方法
数学模拟与优化
实验设计与优化
利用数学模型和计算机模拟技术，对分离 过程进行模拟和优化。
分离工程期末知识总结
思考题
1. 什么叫泡点，什么叫露点？ 2. 精馏塔塔顶的温度和塔釜的温度分别是什么？ 3. 简述求解泡露点的思路？ 4. 对于泡点温度，∑Kixi <1，应如何调整温度？ 5. 怎样判断闪蒸问题在给定的T、P下是否成立？ 6. 等温闪蒸的通用闪蒸方程（Rachford-Rice方程
）的形式。
第三章 多组分精馏
特点：★F=D=W=0
★ L=V；L/V=1
★操作线方程： yn1 ,i xn,i
★板效率 最高
由于全回流，用 N m表示N，省去“均”：
Nm
lg（[
x x
A B
）D
（
x x
A B
）W
lg AB
]
（3 8）
— — Fenske方程
最少理论板数只与分离要求有关，与进料组成无关。
多组分精馏
分离工程
第一章 绪论
分离过程基本概念 定义：将一混合物转变为组成不相同的两种或 两种以上产物的操作。
分离工程示意图
分离剂 (物质或能量)
原料物流 (一股或几股)
分离装置
产品1 (组成不同的物流) 产品2
第一章 绪论
分离过程的分类
分离过程分为机械分离过程和传质分离过程两大 类。
机械分离过程是指分离装置所接受的是多于一个 相的非均相进料，只要简单地分相就可以。如过 滤、沉降、固-液分离和气-液分离器等。
no yes
T，yi
第二章 单级平衡过程
露点计算
平衡常数与组成无关的露点计算 ki f (T , P) 露点方程： f (T ) iC1Kyii 1.0 0 (2 60)
f (P) iC1Kyii 1.0 0 (2 61)
分离工程整理
思考题第一章1、说明分离过程与单元操作的区别2、什么是绿色分离工程，实现的途径及的研究进展绿色分离工程是指分离过程绿色化的工程实现。
分离过程绿色化的途径有两种，一是对传统分离过程进行改进、优化，使过程对环境的影响最小甚至于没有；即对传统分离过程的绿色化主要是对过程(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。
二是开发及使用新型的分离技术，如膜分离技术、分步结晶技术、超临界萃取技术等。
及的研究进展针对其他各种环境影响量化评价方法的缺陷，近年来提出一种新的环境影响评价量化评价方法——绿色指数法。
该方法从两方面考虑过程对环境的影响：一是在流程级别上，环境影响评价指数表达法的开发/选取；另一是在化学物种层次上，环境影响性能指标的选取。
3、说明化工分离技术的特性1）化工分离技术的重要性：化工分离技术是化学工程的一个重要分支，任何化工生产过程都离不开这种技术2）化工分离技术的多样性：由于化工分离技术的应用领域十分广泛，原料、产品和对分离操作的要求多种多样，这就决定了分离技术的多样性3）化工分离技术的复杂性：化工分离技术的重要性和多样性决定了它的复杂性，4、化工分离技术发展的特点1）竞争促进了分离过程的强化。
随着科技的发展，新设备和新分离剂的应用大大提高了分离效率。
膜分离、超临界萃取等新分离技术也在迅速推广。
剧烈的竞争加速了分离技术发展，促进了分离过程的强化。
2）耦合分离技术引起重视。
由于耦合分离技术往往比较复杂，设计放大比较困难，因此也推动了化工数学模型和设计方法的研究。
3）信息技术推动了分离技术的发展。
分离科学和技术具有多学科交叉的特点，信息技术和传统化工方法的结合显得十分重要。
信息技术和先进测试技术的高速发展为化工多层次、多尺度的研究提供了条件。
4）根据国情，加速分离科学和技术的发展总趋势：多样化、精细化、洁净化（环境友好）5 、简述分离过程的集成化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，膜反应器：在反应的同时，利用膜的优良分离性能，选择性的脱除产物，从而移动化学反应平衡，提高反应的收率、转化率和选择性萃取结晶：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。
分离工程实验 教学大纲
分离工程实验教学大纲一、课程简介分离工程实验是一门综合性强的高阶实验课程，旨在通过实践操作让学生深入理解分离工程技术的原理和方法。
本课程面向具有化工、环境、能源等领域相关专业的学生，适合高年级本科生和研究生选修。
二、实验目的1. 掌握分离工程实验的基本原理和方法；2. 学会运用相关仪器设备进行实验操作；3. 培养独立设计实验、分析数据和撰写实验报告的能力；4. 培养团队协作和沟通能力。
三、实验内容1. 实验一：填料塔分离实验a. 实验原理：介绍填料塔分离的基本原理和方法；b. 实验步骤：包括填料的选择、实验设备安装、样品处理、数据记录和分析等；c. 实验设备：填料塔分离实验装置、气体流量计、液体收集器等；d. 实验材料：填料、气体、液体等。
2. 实验二：膜分离实验a. 实验原理：介绍膜分离的基本原理和方法；b. 实验步骤：包括膜的清洗、膜组件的安装、样品处理、数据记录和分析等；c. 实验设备：膜分离实验装置、压力表、真空泵等；d. 实验材料：膜组件、样品等。
四、实验要求1. 学生需提前预习实验相关资料，熟悉实验原理和方法；2. 实验过程中要严格遵守操作规程，确保人身安全和设备安全；3. 认真记录实验数据，分析实验结果，撰写实验报告；4. 团队协作，互相配合，共同完成实验任务。
五、总结分离工程实验是一门重要的实践课程，通过本次实验，学生能够深入理解分离工程技术的原理和方法，掌握相关仪器设备的使用方法，培养独立设计实验、分析数据和撰写实验报告的能力，以及团队协作和沟通能力。
同时，本课程还涉及到化工、环境、能源等领域的相关知识，有助于学生拓宽知识面，提高综合素质。
总的来说，本课程对于学生未来的科研和职业发展具有重要的意义和价值。
分离工程课程
分离工程课程分离工程课程是工程类专业中的一门重要课程，它主要通过理论与实践相结合的方式，培养学生对分离工程技术的理解和应用能力。
本文将从课程的目标、内容、教学方法和实践应用等方面进行介绍和分析。
一、课程目标分离工程课程旨在培养学生掌握分离工程的基本理论和技术，具备分离工程设计、操作、优化和控制的能力。
通过该课程的学习，学生应能熟悉分离工程的基本原理和常用设备，了解不同分离工程技术的特点和适用范围，能够分析和解决工程实际问题。
二、课程内容分离工程课程的内容主要包括分离工程的基本原理、分离设备的分类和工作原理、分离过程的控制与优化、分离工程的设计方法等。
具体而言，课程将涉及蒸馏、吸收、萃取、析出、结晶、脱水等分离工程技术的原理和应用。
学生将学习如何选择合适的分离设备、进行设备的设计和操作参数的调整，以达到预期的分离效果。
三、教学方法在教学方法上，分离工程课程将采用理论与实践相结合的教学方式。
通过理论讲解、案例分析、实验操作等多种形式，使学生能够理解和掌握分离工程的基本原理和技术。
同时，学生还将参与实验操作和实际工程项目的模拟练习，提高他们的实际操作能力和问题解决能力。
四、实践应用分离工程课程的实践应用主要体现在以下几个方面：1. 工程实习：学生将有机会在实际工程项目中参与分离工程的设计、操作和优化，锻炼他们的实践能力和团队合作精神。
2. 案例分析：通过分析真实的工程案例，学生可以了解分离工程在实际中的应用和问题，培养他们解决实际问题的能力。
3. 科研项目：学生还可以参与相关的科研项目，深入了解分离工程的前沿技术和发展动态，为工程的创新和进步做出贡献。
分离工程课程是工程类专业中的重要课程，它通过理论与实践相结合的方式，培养学生对分离工程技术的理解和应用能力。
通过该课程的学习，学生将掌握分离工程的基本理论和技术，具备分离工程设计、操作、优化和控制的能力。
此外，课程还注重实践应用，通过工程实习、案例分析和科研项目等形式，培养学生的实践能力和问题解决能力。
分离工程题库
第一章绪论填空题：1. 分离技术的特性表现为其（重要性）、（复杂性）和（多样性）2、分离过程是（混合过程）的逆过程，因此需加入（分离剂）来达成分离目的3.分离过程分为（机械分离）和（传质分离）两大类4.分离剂可以是（能量）或（物质）有时也可两种同时应用5.若分离过程使组分i及j之间并没有被分离，则(asij= 1 )6、可运用分离因子与1的偏离限度，拟定不同分离过程分离的（难易限度）兀平衡分离的分离基础是运用两相平衡（组成不相等）的原理，常采用（平衡级）作为解决手段并把其它影响归纳千（级效率）中8、传质分离过程分为（平衡分离）和（速率分离）两类。
9、速率分离的机理是运用溶液中不同组分在某种（推动力）作用下通过某种介质时的（传质速率）差异而实现分离10、分离过程是将一混合物转变为组成（互不相等）的两种或几种产品的哪些操作。
11.工业上常用（分离因子）表达特定物系的分离限度，汽液相物系的最大分离限度又称为（固有分离因子）12、速率分离的机理是运用传质速率差异，其传质速率的形式为（透过率）、（迁移率）和（迁移速率）13.绿色分离工程是指分离过程（绿色化的工程）实现14.常用千分离过程的开发方法有（逐级经验放大法）、（数学模型法）选择题：1.分离过程是一个(A)a. 墒减少的过程；b. 墒增长的过.; C. 墒不变化的过程；d. 自发过程2.组分i、j之间不能分离的条件是(C)a. 分离因子大千1b. 分离因子小千l C. 分离因子等千l3.平衡分离的分离基础是运用两相平衡时(A)实现分离a. 组成不等；b. 速率不等；c. 温度不等4.当分离因子(C)表达组分i及j之间能实现一定限度的分离. ... a. ai. .. b. asi. .. c. ai. <15.下述操作中，不属千平衡传质分离过程的是(C)a. 结晶；b. 吸取；c. 加热；d. 浸取6.下列分离过程中属机械分离过程的是(D)a. 蒸馆；b. 吸取；c. 膜分离；d. 离心分离7、当分离过程规模比较大，且可以运用热能时，通常在以下条件选择精馆法(B)a. 相对挥发度<L05;b. 相对挥发度)1.05.c. 相对挥发度<L5;d. 相对挥发度)1.58、以下分离方法中技术成熟度和应用成熟度最高的是C C)a. 超临界萃取；b. 吸取；c. 精馆；d. 结晶9、工业上为提高分离或反映效果，常把不同的过程进行组合，以下不属于反映过程与分离过程的耦合的是(C)a. 化学吸取；b. 在精馆塔里进行的由甲醇和醋酸制备醋酸甲酷的过程；c. 分离沸点相近的混合物的萃取结晶过程；d. 催化精馆过程第二章多组分分离基础填空题：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（设计变量数）2.设计变量是指在计算前，必须由设计者（制定）的变量3. 一个具有4个组分的相平衡物流独立变量数有6)个4、一个装置的设计变量的拟定是将装置分解为若干进行（简朴过程的单元）由（单元的设计变量数）计算出装置的设计变量数。
分离工程各章知识点总结
分离工程各章知识点总结分离工程是指对混合物中不同组分进行分离和提纯的工艺过程。
在化工生产中，分离工程是非常重要的一部分，它涉及到原料的提取、产品的纯化、废物的处理等诸多方面。
分离工程的核心是通过不同的分离方法，将混合物中的各种组分分离出来，以获得纯度较高的单一物质。
分离工程主要包括以下几个方面：1、分离原理：分离工程的基础是分离原理，它包括各种分离方法的基本原理，如溶剂抽提、蒸馏、结晶、萃取、吸附、色谱等。
2、分离设备：分离工程中常用的设备包括离心机、蒸馏塔、萃取塔、结晶器、过滤器、冷凝器等。
3、分离过程：分离过程包括前处理、分离操作、后处理等环节，其中前处理包括混合物的预处理和预分离，分离操作包括各种分离方法的应用，后处理包括得到的产品的进一步提纯和废物的处理。
在分离工程中，要充分考虑原料的性质、产品的要求、成本的限制等因素，综合考虑各种因素，选择合适的分离方法和设备，设计出合理的分离工艺流程。
第二章：溶剂抽提溶剂抽提是一种常用的分离方法，它适用于多种情况下，如萃取有机物质、提取植物精华、分离金属离子等。
溶剂抽提的基本原理是通过合适的溶剂，溶解目标组分，并将其与底物分离。
在实际操作中，通常是将混合物和溶剂加热混合，再通过过滤或离心等操作将底物和溶液分离开来，接着通过蒸馏等方法将溶剂去除，得到目标组分。
溶剂抽提的优点包括操作简单、效率高、选择的溶剂可以回收利用等。
但也有其缺点，如溶剂的选择和回收比较麻烦，产生的有机废物处理也相对复杂。
第三章：蒸馏蒸馏是一种基本的分离方法，适用于分离挥发性组分的情况。
它的基本原理是利用不同组分的沸点差异，通过加热混合物，使其中某些组分蒸发，再通过冷凝，将蒸气凝结收集下来，从而实现不同组分的分离。
蒸馏可以分为简单蒸馏、分馏、连续蒸馏等多种类型，根据实际需要选择合适的蒸馏方法。
蒸馏的优点包括分离效果好、操作相对简单、适用范围广等。
但它也有缺点，如耗能大、设备成本高、不适用于非挥发性组分的分离等。
分离工程实验 教学大纲
分离工程实验教学大纲1. 实验课程信息1.1 课程名称：分离工程实验1.2 课程代码：CHEM 3011.3 学时分配：2学时理论 + 3学时实验1.4 先修课程：无1.5 课程性质：必修课程2. 教学目标2.1 熟悉分离工程的基本理论和实验方法；2.2 掌握分离工程实验中常见的操作技术和仪器设备；2.3 培养学生的实验观察、数据处理和实验报告撰写能力；2.4 培养学生的团队合作和沟通能力。
3. 实验内容3.1 实验1：常用分离工程设备的使用3.1.1 蒸发器的使用及操作3.1.2 萃取器的使用及操作3.1.3 结晶器的使用及操作3.2 实验2：液-液挤出萃取分离实验3.2.1 挤出塔的组装和操作3.2.2 萃取相的选择和萃取过程控制3.3 实验3：气相色谱分离实验3.3.1 气相色谱仪的操作和条件设定3.3.2 样品的预处理和进样方式3.3.3 色谱柱的选择和色谱条件的优化3.4 实验4：固相萃取分离实验3.4.1 固相萃取柱的组装和操作3.4.2 适用于固相萃取的样品和溶剂的选择3.4.3 萃取效果的评价和分析3.5 实验5：扩散分离实验3.5.1 扩散装置的操作和组装3.5.2 扩散步骤的控制和温度影响3.5.3 扩散系数的测定和数据处理4. 实验要求4.1 学生应事先预习相关实验原理和实验操作步骤；4.2 学生应按时参加实验，准时提交实验报告；4.3 学生应认真遵守实验室安全操作规程，维护实验室秩序；4.4 学生应在实验操作中积极参与团队合作，互相协助。
5. 实验评分5.1 实验操作技能和实验结果的准确性占50%分数；5.2 实验报告的撰写和数据处理占30%分数；5.3 实验室纪律和团队合作占20%分数；5.4 迟到、早退或违反实验室规定将扣分。
6. 参考教材6.1 "分离工程实验指导"，作者：李明，出版社：化学出版社；6.2 "分离工程原理与应用"，作者：张琳，出版社：科学出版社；6.3 "化工分离工程"，作者：王涛，出版社：高等教育出版社。
《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。
生物分离工程的原理是什么
生物分离工程的原理是什么生物分离工程是一种利用生物化学和生物技术原理，通过物理、化学和生物学方法对生物体进行分离、提纯和纯化的过程。
它是一门综合性学科，涵盖了许多领域的知识和技术，如生物物理学、生物化学、分子生物学、生物工程等。
其核心原理是基于不同生物体的差异性，通过合适的实验设计和操作步骤，将目标物质从混合物中有效地分离出来。
生物分离工程的主要原理包括：1. 物理分离原理：物理分离是通过物料的物理性质进行分离，常用的方法包括离心、超滤、膜分离等。
离心是利用物料的不同密度和体积进行离心分离，如离心机可以分离细胞沉淀和液体上清。
超滤是利用滤膜的分子筛效应，根据分子尺寸的不同分离物质，常用于分离大分子如蛋白质和脱盐。
膜分离是利用逆渗透、微滤膜等，通过膜孔的大小和物料的压力差分离目标物质。
2. 化学分离原理：化学分离是利用物料的化学性质进行分离，常用的方法包括酸碱沉淀、吸附分离、电泳等。
酸碱沉淀是通过改变溶液pH值，使某些物质在酸或碱条件下形成不溶性沉淀，从而实现分离的目的。
吸附分离是利用物料在吸附介质上的亲和性差异进行分离，如利用离子交换树脂进行蛋白质与离子的吸附分离。
电泳是利用电场对带电物质进行迁移，根据它们的电荷、尺寸和形状的差异进行分离，如凝胶电泳可用于分离核酸。
3. 生物分离原理：生物分离是利用生物体本身的特性进行分离，如利用免疫反应进行分离，常用的方法有免疫吸附分离、免疫磁珠分离等。
免疫吸附分离是利用抗体与特定抗原间的特异性相互作用，将目标物质从混合物中吸附分离出来。
免疫磁珠分离是将磁性微珠与特异性抗体结合，形成抗原-抗体-磁珠复合物，通过外加磁场使复合物在液相中快速沉降，实现目标物质的分离。
此外，生物分离工程还可以应用到各种类型的生物体中，如微生物、植物和动物细胞等。
不同的生物体要素和目标物质的特性决定了最适合使用的分离方法。
生物分离工程在生物工业、医药制造和农业领域具有广泛应用，如制药过程中的药物提取和纯化、农田灌溉水的净化等。
分离工程分离方法
分离工程分离方法
工程分离是将一个大型工程项目拆分为多个小块，每个小块由不同的团队或个人负责开发和维护。
工程分离的方法可以根据具体情况选择不同的策略，以下是一些常见的分离方法：
1. 模块化分离：将工程项目按照功能或模块进行拆分，每个模块独立开发和维护。
这种方法可以提高开发效率，使开发团队更加专注于各个模块的开发工作。
2. 微服务分离：将工程项目拆分为多个独立的服务，每个服务负责一个特定的业务功能。
这种方法可以实现业务逻辑的解耦，并且每个服务可以独立部署和扩展，提高系统的可维护性和可伸缩性。
3. 分层分离：将工程项目按照不同的层次进行分离，如数据层、业务逻辑层、展示层等。
每个层次可以独立开发和测试，减少不同层次之间的耦合。
这种方法可以提高代码的可重用性和可测试性。
4. 并行开发分离：将工程项目拆分为多个独立的子项目，在不同的团队或个人同时进行开发。
每个子项目可以独立测试和集成，加快开发和交付的速度。
这种方法可以实现并行开发，提高整体项目的交付效率。
在选择工程分离的方法时，需要根据项目的规模、复杂度和团队协作的情况进行综合考虑。
可以结合使用不同的分离方法，根据具体需求进行灵活调整和组合。
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
分离工程ppt课件共52页PPT
将过程所产生的废物最大限度地回收和
循环使用。
产品
原
料
1
1
1
废
物 2
废
物 2
排除
2
1—单元过程；2—处理
实现分离与再循环系统使废物最小化的方法： ●废物直接再循环
例：废水
●进料提纯
例：氧化反应采用纯氧
●除去分离过程中加入的附加物质
例：共沸剂、萃取剂
●附加分离与再循环系统
例：分离废物中的有效物，循环使用
●加氢重整后得到：轻油 非芳烃 苯 甲苯 二甲苯 高级芳烃
目的产物为 对二甲苯
● 特点：
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
沸点℃ 熔点72
138.351 13.263
● 涉及到分离过程：精馏：4、7、8 萃取：5、6 结晶：10
目的产 物
总 结：
●降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、 回收利用率、循环利用率；
●开发和采用新技术、新工艺、改善生产操作条 件，以控制和消除污染；
●采用生产装置的闭路循环技术；
●处理生产中的副产物和废物，使之减少和消除 对环境的危害；
●研究、开发和采用低物耗、低能耗、高效率的 “三废”治理技术。
闭路循环系统：
ESA）
改变原溶 液的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离芳烃 ；以醋酸丁 酯作共沸剂 从稀溶液中 分离醋酸。
返回
1.2.2 速率分离过程
膜分离 场分离
速率分离:
利用溶液中不同组分在某 种推动力（浓度差、压力差、 温度差、电位差等）作用下， 经过某种介质（半透膜）时 的传质速率（透过率、迁移 率、扩速率）差异而实现分 离。
吸
相态 介： 理： 用：
分离工程方案设计
分离工程方案设计一、前言分离工程是指根据工艺要求从多相混合物中分离出一种或多种组分的过程，它在化工、石油、食品、制药等工业中具有广泛的应用。
分离工程的发展已经成为化工过程工程学的一个重要分支，对于提高产品质量、降低生产成本、保护环境等具有重要意义。
本文将以某化工厂的苯乙烯生产过程为例，对分离工程方案进行设计。
该化工厂年产量为30万吨苯乙烯，生产过程中需要分离出苯、乙烯等组分。
二、分离过程的研究1. 原料混合物的分析首先需要对原料混合物进行全面的分析，了解各组分的性质、物理化学特性、沸点、密度等数据，以及混合物的压力、温度、组分比例等参数。
根据这些数据，确定分离的目标组分和工艺要求。
2. 分离工艺的确定根据原料混合物的性质和工艺要求，确定采用蒸馏、结晶、萃取、吸附、分配、膜分离等分离方法，并确定分离设备的类型和参数，包括塔径、板数、膜面积、操作压力、温度等。
3. 设备选型根据分离工艺和工艺要求，选择适合的分离设备，如精馏塔、萃取塔、结晶器、吸附塔、膜分离设备等，并对设备进行设计和参数计算。
4. 设备布局根据工艺要求和厂区实际情况，确定分离设备的布局，包括分离塔、冷凝器、加热器、泵、阀门等设备的位置和连接方式。
5. 控制系统设计根据分离过程的要求，设计相应的控制系统，包括操作参数的设定、自动化控制系统的设计、安全控制系统的设计等。
三、具体方案设计根据以上研究，设计具体的分离工程方案如下：1. 设计草图首先，我们需要设计详细的草图，包括原料进料管道、分离设备、产物出料管道、冷却系统、加热系统、控制系统等。
2. 设备数量和参数计算根据生产工艺的要求，计算分离设备的数量和参数，包括塔径、板数、膜面积等。
例如，对于苯乙烯生产过程中的精馏分离，需要计算精馏塔的板数、塔径、冷凝器和加热器的功率等。
3. 控制系统设计根据工艺要求，设计自动化控制系统和安全控制系统，确保分离过程的安全和稳定运行。
例如，对于精馏塔的控制，需要设置恒温控制、液位控制、进料流量控制等参数。
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《分离工程》课程综合复习资料
一、填空题
1、分离过程是将混合物分成 的两种或几种产品的操作。
2、请在下列选项中选择：（写上字母即可）超滤属于 、 过程；沉降属于 ；共沸精馏属于 、 过程。
（A. 平衡分离 B. 传质分离 C. 机械分离 D. 速率分离）
3、膜分离的推动力可以是 、 或 。
4、宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于 ，因此将热衡算放在 循环中。
5、相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于 ；从动力学来看，相间 。
6、化学工业中最常使用的结晶技术是 和 。
7、MESH 方程分别指 ； ； ； 。
在BP 法中用M 、E 方程求解 。
8、汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算相平衡常数的简化形式是 。
9、液液平衡的分离因子又称为 。
10、相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着 而 的状态。
二、单项选择题
1、气液平衡的分离因子又称为（ ） A. 相对挥发度 B. 分配系数
C. 相对选择性
D. 回收率
2、根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（ ）
A. HNK 为分配组分，LNK 为非分配组分；
B. HNK 为非分配组分，LNK 为分配组分；
C. HNK 为分配组分，LNK 为分配组分；
D. HNK 为非分配组分，LNK 为非分配组分；
3、公式V
i L i i f f K / 适用于下面哪种情况？（ ）
A. 汽相为理想溶液，液相为理想溶液；
B. 汽相为理想气体，液相为理想溶液；
C. 汽相为理想溶液，液相为非理想溶液；
D. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液。
N表示（）
4、在设计变量中，e
a
A.装置设计变量数
B. 单元固定设计变量数
C．单元可调设计变量数
D. 装置固定设计变量数
5、HNK表示（）
A.分配组分
B.重关键组分
C. 重非关键组分
D. 轻非关键组分
6、液液平衡的分离因子又称为（）
A. 相对挥发度
B. 分配系数
C. 相对选择性
D. 回收率
7、分离丙酮-甲醇的共沸物，加入下面哪种物质可使的丙酮成为轻组分？（）
A. 水
B. 乙酸甲酯
C. 正己烷
D. 乙醚
8、图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的哪个区域？（）
A. 属于1区
B. 属于3区
C. 属于4区
D. 属于6区
三、判断题
1、在共沸精馏中，共沸剂的加入量既不能多也不能少，必须根据物料平衡严格控制。
( )
2、物理吸收过程的吸收热，对理想溶液来说就等于溶解热。
( )
3、在用焓做换热器热量衡算时。
不同组分焓值的基准态可以不相同。
( )
4、在最小回流比下操作塔内会出现恒浓区，同样在最少理论板下操作塔内也会出现恒浓区。
( )
5、对于萃取精馏塔，在溶剂回收段，原溶液中各个组分的分离作用仍很大。
( )
6、所谓最低共沸物，是指共沸物的沸点温度比构成共沸物中任一组分的沸点温度都低。
( )
四、名词解释
1、分离媒介：
2、萃取精馏
五、简答题
1、如何核实闪蒸问题？（写出一种方法即可。
）
2、画出萃取精馏的流程简图，指出萃取剂的加入位置，并说明原因？
3、请将萃取精馏与共沸精馏相比较，说明它们的共同点和不同点。
4、恩特伍德公式用于计算什么参数？它的假设条件是什么？当简单精馏塔在最小回流比下操作时，当轻重组分均为分配组分和均为非分配组分两种情况下，塔内恒浓区的位置分布情况。
5、在萃取精馏中，溶剂选择的工艺要求有哪些？
6、试描述“逆行精馏” 效应，实际操作中如何减弱或消除？
7、萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。
8、某厂一多组分精馏塔，正常操作时塔顶底产品都合格，乙班接班后操作两小时分析发现塔顶产品不合格，请你告诉操作工如何调节操作参数?
9、非均相催化反应精馏的定义是什么？利用非均相催化反应精馏进行反应与固定床反应器相比有什么优点?
10、物理吸收过程与精馏相比，传质特点是什么？吸收塔内气液相浓度和温度如何变化？
六、综合题
1、设计一个脱乙烷塔，从含有6个轻烃的混合物中回收乙烷，进料组成、各组分的相对挥发度和对产物的分离要求见下表。
求所需最少理论板数及全回流条件下馏出液和釜液的组成。
提示：
平均）（）（αlg lg ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=B A m w d w d
N
m
N r i r w d w d )(,i α）（）（= 2、已知甲醇-丙酮在不同压力下均能形成共沸物，常压下，共沸物组成为含甲醇46%(mol)，而1.1MPa 下，共沸物组成变化为含甲醇62%(mol)，当进料中甲醇含量大于62%(mol)时，请判断常压塔与高压塔的塔序，并画出相应的T-x-y 图和流程示意图。
3、某原料含有A 、B 、C 、D 和E 五个组分。
已知αA ＞αB ＞αC ＞αD ＞αE 其中E 的含量很高，B 与C 最难分离。
试设计一个合理的精馏分离塔序,画出流程示意图，将各组分分为纯组分。
《分离工程》课程综合复习资料参考答案
一、填空题
1、组成互不相同
2、B、D ，C ；A、B。
3、压力差、浓度差或电位差
4、温度，外层
5、最小状态；表观传递速率为零。
6、溶液结晶、熔融结晶
7、M-物料平衡方程；E-相平衡方程；S-摩尔分率加和式；H-焓平衡方程（热量平衡）。
液相组成x 。
8、K i=γi P i s/P 。
9、相对选择性。
10、物理平衡，共存。
二、单项选择题
1、A；
2、A；
3、A；
4、C；
5、C；
6、C；
7、A；
8、D
三、判断题
1、√；
2、×
3、√；
4、×；
5、×；
6、√
四、名词解释
1、分离媒介：包括能量媒介和物质媒介。
能量媒介指传入或传出系统的热，输入或输出的功。
物质媒介能与混合物中的一相或几相部分互溶或完全互溶，使其能被分离。
2、萃取精馏：加入的新组分不与原溶液中的任一组分形成共沸物，而其沸点又较原有的任一组分高，从釜液离开精馏塔。
这种特殊精馏被称为萃取精馏。
五、简答题
1、核实闪蒸问题：方法1.分别计算闪蒸压力下进料混合物的泡点温度和露点温度，核实进料温度在两者之间。
方法2.分别假设闪蒸温度为进料混合物的泡点温度和露点温度，用相应的方程核对，只有在∑K i Z i>1、∑Z i/K i>1同时成立时，混合物才处于两相区。
2、萃取精馏溶剂加入位置的确定：为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂的加料口一定位于进料板之上，但需要与塔顶保持7~8块塔板，起回收溶剂的作用，这一段称溶剂回收段。
原因：溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂的加入口一定要位于进料板以上。
但需要与塔顶保持有若于块塔板，起回收溶剂的作用。
1：萃取精馏塔 2：溶剂回收塔
3、萃取精馏与共沸精馏的比较：相同点：都是加入溶剂改变原溶液的相对挥发度，使其可以用精馏方法分离。
不同点：可供选择的共沸剂数目远不及萃取剂多；共沸剂从塔顶蒸出，萃取剂从塔底出，因此消耗能量多；共沸精馏受组成限制，操作条件比较苛刻，萃取精馏可在较大范围变化，操作比较容易。
4、恩特伍德公式用于计算最小回流比。
它的假设条件是：塔内汽相和液相均为恒摩尔流率；各个组分的相对挥发度均为常数。
5、在萃取精馏中，溶剂选择的工艺要求有：溶剂与被分离物系有较大的相互溶解度；溶剂在操作中是热稳定的；与混合物中任何组分不发生化学反应；溶剂比不得过大；无毒、不腐蚀、价格低廉、易得等。
6、精馏塔的作用是使轻、重关键组分的摩尔分率比从再沸器中的最低值提到冷凝器中的较高值，接近最小回流比下操作时，在进料板上下区域会出现随蒸汽逐级上升，此比值反而下降，及精馏成果被抵消的情况，称为“逆行精馏”效应。
提高回流比或改变进料位置均可以减弱或消除该效应。
7、因为溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高溶剂浓度，溶剂加入口一定要位于进料板之上，但需要与塔顶保持有若干块塔板，起到回收溶剂的作用，称为溶剂回收段。
8、所谓塔顶产品不合格，是指塔顶馏出物中重组分含量较多。
因此，可以通过适当加大回流量或适当降低塔釜操作温度进行调节。
9、非均相催化反应精馏，即将催化剂填充于精馏塔中，它既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。
优点:
1).对于受平衡制约的反应，采用催化精馏能够大大超过固定床的平衡转化率。
2).由于精馏作用移出物系中较重的污染物，使催化剂保持清洁，延长了催化剂的寿命。
10、物理吸收过程是气相分子向液相的单方向分子扩散和传质过程。
吸收塔内从塔顶到塔釜，气、液相浓度都是上升的，温度也是上升的。
六、综合题
1、取100摩尔进料为基准，组分
2、3分别为轻、重关键组分，按清晰分割假设物料数据，之后验证。
最小理论板数为6.805块。
2、T-X-Y 相图
3、。