化工过程强化及其在消化吸收引进技术中的应用ppt
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化工原理吸收教学课件PPT
5.1.1 化工生产中的传质过程
一、均相物系的分离
均相混合物的分离，首先要设法制造另外一个相，
使得物质从一个相转移到另外一相。
根据不同组分
某种过程
均相物系
两相物系
在各相中物性 的差异，使某
组分从一相向
实现均相物系的分离
另一相转移： 相际传质过程
相际传质过程
均相物系分离
相际传质过程的推动力：浓度差
5
分离
均 相 混 合 物 非 均 相 混 合 物
动量传递 三传 热量传递
质量传递
-----在浓度差、温度差、压 力差等推动力作用下，物质从 一处向另一处的转移过程。包 括相内传质和相际传质两类。
利用某种性质差异
方法 加 加入 入能 另量 外一种分 物离 质剂 作为 加场，如浓度场、电 温场 度、磁场
4
13
5.1.7 吸收操作的分类
按被吸收 组分数目
单组分吸收
多组分吸收√ 气体混合物 液体
气体 吸收
按吸收有无 化学反应
按溶质组 成的高低
按吸收的 温度变化
物理吸收
化学吸收√
低浓度吸收
高浓度吸收√
等温吸收
非等温吸√收
溶质A S
惰性组分B 吸收剂
相界面
本章只讨论单组分、低浓度、等温、物理吸收过程 的有关原理和计算。
ExA p*A
y*Ap*A/ pxAE/ p
p*A ExA
∴
mE p
y*A mxA
26
在低浓度气体吸收计算中，通常采用基准不变
的比摩尔分数Y( 或 X)表示组成。
由yA*mxA
得
YA* 1YA*
mX*A 1 X*A
化工原理 PPT 第2章 吸收
m
202 .6 p
从气相分析 y*=mx=23.94×0.01=0.24<y=0.3 故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。 y 0.3 x* 0.0125 m 23.94 以液相摩尔分数表示的吸收推动力为: ∆x=x*－x=0.0125－0.01=0.0025 以气相摩尔分数表示的吸收推动力为: ∆y= y － y*=0.3－0.24=0.06
1.判断传质进行的方向
①气、液相组成(yi，xi)在平衡线上方(P点)： 相对于液相组成xi 而言， 气相浓度为过饱和 ( yi yi* )，溶质 A 由气 相向液相转移。 相对于气相组成yi 而言， 液 相 浓 度 欠 饱 和 ( xi xi* )，故液相有吸 收溶质 A 的能力。
y yi
V，yi2 L，xi2
yi 2,min y mxi 2
* i2
2）逆流吸收，塔高无限，
xi1,min
y i1 x m
* i1
V，yi1
L，xi1
31
【例】
在总压101.3kPa，温度30℃的条件下, SO2摩尔分率为0.3的混合气体与SO2摩尔分 率为0.01的水溶液相接触，试问： (1) 从液相分析SO2的传质方向； (2) 从气相分析，其它条件不变，温度降到 0℃时SO2的传质方向； (3) 其它条件不变，从气相分析，总压提高 到202.6kPa时SO2的传质方向，并计算以 液相摩尔分率差及气相摩尔率差表示的传 质推动力。
7
４.吸收分类 1）物理吸收和化学吸收 物理吸收：吸收过程溶质与溶剂之间不发生显著 的化学反应，可以当作是气体单纯地 溶解于液相的物理过程。如用水吸收 二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、 用洗油吸收芳烃等。 化学吸收：溶质与溶剂发生显著的化学反应。如 用氢氧化钠或碳酸钠溶液吸收二氧化 碳、用稀硫酸吸收氨等过程。化学反 应能大大提高单位体积液体所能吸收 的气体量并加快吸收速率。但溶液解 吸再生较难。
第三章吸收
对于大多数气体的稀溶液，气体在水溶液中 的溶解度与平衡分压 p*正比。即：
c =Hp*
(1)
式中：c --- 液相中吸收质的浓度， kmol.m-3；
p*--- 与液相平衡的气相中吸收质的分压，
Pa或MPa；
H --- 常数，称为溶解度系数， kmol.m-3.
Pa-1或kmol.m-3.MPa-1，其值随温度升
式中；x---液相中吸收质的摩尔分率， mol(吸收
质)/mol( 溶液 )；
y*---与液相平衡的气相中吸收质的摩尔分
率， mol(吸收质 )/mol( 混合气体 )；
E---亨利系数， Pa或MPa；
m---相平衡系数， (无量纲)。 对于服从亨利定律的物系，只要知道在一定 温度下的溶解度系数 (或亨利系数 )，就可以确定 在该温度下的气液平衡关系。
相主体的扩散速率。
特点： 物理吸收是可逆的，热效应较小。
加压有利于吸收，减压则有利于解吸；降低 温度可以增大吸收质的溶解度，但温度过低，吸 收质分子的扩散速率减慢，有可能减慢吸收速率。
2、化学吸收； 化学吸收是在吸收过程中，吸收质与吸收剂
之间发生化学反应。
例如：用硫酸吸收氨时，氨与硫酸作用生成硫酸 铵；
§5 填料吸收塔的计算
一、吸收塔的物料衡算 二、吸收剂的用量 三、填料塔直径的计算 四、吸收推动力的计算 五、填料高度的计算
§6 典型吸收设备
一、吸收设备的主要类型 二、典型吸收设备性能比较
三、填料吸收塔
第三章 吸收
本章要求掌握吸收的原理以及吸收剂用量和吸收 塔尺寸的计算。
§1 概述
一、吸收及其在化工生产中的应用：
第三章 吸收
§1 概述
大学化学《化工原理-吸收》课件
18
y
* 2
mx 2
0.027
y-y*>0 ∴气相转移至液相
③
x3
0.003 1 103
5.4 105
18
y
* 3
mx 3
0.081
y-y*<0 ∴液相转移至气相
§9.2 气液相平衡
28
例3.某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气～硫 化氢混合气中的硫化氢。总压为1大气压。已知 塔H温2底 度S 的气 为浓5相℃度中时为含的1H.吸82S×收11.过05-%5程（（推摩摩动尔尔力分分。率率））。，试水求中塔含底
代入： yA mx A
得：
YA*
1
mX A (1 m) X
A
对于稀溶液，有： YA mX A
§9.2 气液相平衡
19
Henry’s Law (亨利定律)
• pA*=ExA • pA*=cA/H • yA*=mxA 问题及思考
E: 亨利系数 H: 溶解度系数 m : 相平衡常数
– 亨利定律的前提: 稀溶液(难溶气体), 一定T范围, 总压不大
2．从气体中回收有用的组分 例如，用硫酸从煤气中回收氨生成硫胺； 用洗油从煤气中回收粗苯等。
3．除去有害组分以净化气体 主要包括原料气净化和尾气、废气的净化以保护环境。 例如用水或碱液脱除合成氨原料气中的二氧化碳， 燃煤锅炉烟气、冶炼废气等脱SO2等。
§ 9.1 概述
3
三、吸收分类
物 理 吸 收 化 学 吸 收 等 温 吸 收 非 等 温 吸 收 单 组 分 吸 收 多 组 分 吸 收
cO2 < cCO2 < cSO2 < cNH3
O2、CO2等为难溶气体，NH3为易溶气体 SO2等为溶解度适中的气体
第五章 消化和吸收幻灯片7
3.微生物性消化: 栖居在消化道内微生物的作用 作用:发酵分解及合成营养
2021/2/23
3
（二）分泌功能 1、消化液 消化酶； 为消化酶发挥作用提供合适的理化条件； 协助吸收； 保护消化道粘膜； 排泄；
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6
2、胃肠激素
四种胃肠激素(gut hormone)的主要作用
激素
主要作 用
• 复胃—
•
VFA；瘤胃、瓣胃和大肠；受PH影响
• 蛋白质：
二肽、三肽、 AA；主动转运；与Na+相关
• 脂肪：
脂肪酸和甘油一酯；
胆盐
2021/2/23
43
复习思考题
一.名词概念
微生物性消化 胃肠激素
容受性舒张 蠕动
(胆盐)肠肝循环
尿素再循环 反刍 嗳气 食管沟反射
二.问答题
1.胃肠激素的主要作用
2021/2/23
29
(三).主要成分及作用 1.胰蛋白酶:
①丝氨酸蛋白酶：
肠激酶
胰蛋白酶原
胰蛋白酶
蛋白质 精-赖
糜蛋白酶原
②肽链端解酶
羧肽酶原
蛋白胨、示
多肽
糜蛋白酶
色-苯- 酪 蛋白质
羧肽酶
多肽
肽、少量AA
C-末端或 N-末端
2021/2/23
30
2.胰淀粉酶
Ca++ (+)
淀粉
PH＞7 Cu++ (-)
18
三、复胃消化
（一）瘤胃内的微生物消化
1、瘤胃内的环境条件： 营养丰富、 相对稳定的水含量、 pH相对稳定（5.5-7.5） 温度略高于体温、 高度乏氧
2021/2/23
2021/2/23
3
（二）分泌功能 1、消化液 消化酶； 为消化酶发挥作用提供合适的理化条件； 协助吸收； 保护消化道粘膜； 排泄；
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2、胃肠激素
四种胃肠激素(gut hormone)的主要作用
激素
主要作 用
• 复胃—
•
VFA；瘤胃、瓣胃和大肠；受PH影响
• 蛋白质：
二肽、三肽、 AA；主动转运；与Na+相关
• 脂肪：
脂肪酸和甘油一酯；
胆盐
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复习思考题
一.名词概念
微生物性消化 胃肠激素
容受性舒张 蠕动
(胆盐)肠肝循环
尿素再循环 反刍 嗳气 食管沟反射
二.问答题
1.胃肠激素的主要作用
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(三).主要成分及作用 1.胰蛋白酶:
①丝氨酸蛋白酶：
肠激酶
胰蛋白酶原
胰蛋白酶
蛋白质 精-赖
糜蛋白酶原
②肽链端解酶
羧肽酶原
蛋白胨、示
多肽
糜蛋白酶
色-苯- 酪 蛋白质
羧肽酶
多肽
肽、少量AA
C-末端或 N-末端
2021/2/23
30
2.胰淀粉酶
Ca++ (+)
淀粉
PH＞7 Cu++ (-)
18
三、复胃消化
（一）瘤胃内的微生物消化
1、瘤胃内的环境条件： 营养丰富、 相对稳定的水含量、 pH相对稳定（5.5-7.5） 温度略高于体温、 高度乏氧
2021/2/23
《化工单元过程操作》教学课件-03吸收过程及操作
2021年3月17日10时10分
任务3.1 吸收基础知识
亨利定律不同的表达形式 （1） y* = mx 式中： x —— 液相中溶质的摩尔分率
y* ——与液相组成成平衡的气相中溶质摩尔分率 m —— 相平衡常数 （2） Y* = mX 式中： Y*——相平衡时，每kmol惰性组分中含有气体溶质的kmol数 X ——每kmol吸收剂中含有气体溶质的kmol数 m —— 相平衡常数
吸收速率=推动力/阻力=传质系数×推动力
2021年3月17日10时10分
任务3.2 吸收过程分析
3.2.2 吸收速率方程式
（1） 气膜吸收速率方程式
NA=kY（Y-Yi）=
Y Yi 1/ kY
吸收质通过 气膜的扩散 阻力
kY —— 气膜吸收系数，kmol/（m2·s·kmol吸收质/ kmol惰性组分） 此气膜吸收系数须由实验测定、按经验公式计算或准数关联式确
H=
EM S
任务3.1 吸收基础知识
（2）亨利定律
吸收平衡线：描述吸收过程中气液相平衡关系的图线。
极稀溶液 Y
2021年3月17日10时10分
Y*=mx
吸收平衡线 X
任务3.1 吸收基础知识
例题：含氨３％（体积分数）的混合气体，在填料塔中被水吸收，试求氨溶液的最 大浓度。塔内操作压力为202.6kpa，气液相平衡关系为p*= 267x 。 解：气相中氨的分压：
2021年3月17日10时10分
任务3.1 吸收基础知识
3.1.1 吸收的概念及术语
吸收是分离气相混合物的最常用的单元操作，利用混合气体中各组分在 某溶剂中溶解度的差异，使一种或几种组分溶于溶剂中，其它组分仍保留在 气相，从而实现分离。
2021年3月17日10时10分
任务3.1 吸收基础知识
亨利定律不同的表达形式 （1） y* = mx 式中： x —— 液相中溶质的摩尔分率
y* ——与液相组成成平衡的气相中溶质摩尔分率 m —— 相平衡常数 （2） Y* = mX 式中： Y*——相平衡时，每kmol惰性组分中含有气体溶质的kmol数 X ——每kmol吸收剂中含有气体溶质的kmol数 m —— 相平衡常数
吸收速率=推动力/阻力=传质系数×推动力
2021年3月17日10时10分
任务3.2 吸收过程分析
3.2.2 吸收速率方程式
（1） 气膜吸收速率方程式
NA=kY（Y-Yi）=
Y Yi 1/ kY
吸收质通过 气膜的扩散 阻力
kY —— 气膜吸收系数，kmol/（m2·s·kmol吸收质/ kmol惰性组分） 此气膜吸收系数须由实验测定、按经验公式计算或准数关联式确
H=
EM S
任务3.1 吸收基础知识
（2）亨利定律
吸收平衡线：描述吸收过程中气液相平衡关系的图线。
极稀溶液 Y
2021年3月17日10时10分
Y*=mx
吸收平衡线 X
任务3.1 吸收基础知识
例题：含氨３％（体积分数）的混合气体，在填料塔中被水吸收，试求氨溶液的最 大浓度。塔内操作压力为202.6kpa，气液相平衡关系为p*= 267x 。 解：气相中氨的分压：
2021年3月17日10时10分
任务3.1 吸收基础知识
3.1.1 吸收的概念及术语
吸收是分离气相混合物的最常用的单元操作，利用混合气体中各组分在 某溶剂中溶解度的差异，使一种或几种组分溶于溶剂中，其它组分仍保留在 气相，从而实现分离。
2021年3月17日10时10分
化工过程强化技术这门课
化工过程强化技术这门课化工过程强化技术是一门涉及化学工程领域的重要课程，它研究的是如何通过改进化工过程来提高生产效率、降低能源消耗以及减少环境污染。
本文将从化工过程强化技术的定义、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。
化工过程强化技术是指通过改变传统化工过程的操作条件或设计结构，以实现化工过程的高效化、节能化和可持续发展。
它涉及到多个学科领域，如化学工程、材料科学、流体力学等，通过对反应器、分离器、传热设备等关键单元的优化设计和改进，达到提高产品质量和产能的目的。
化工过程强化技术的应用领域非常广泛。
在石油化工行业，通过引入新的催化剂和反应器设计，可以提高石油加工过程中的转化率和选择性，减少副产物的生成。
在化学制药领域，通过改进固液分离和晶体生长过程，可以提高药物的纯度和产量。
在能源领域，化工过程强化技术可以提高能源转化效率，降低能源消耗和排放。
此外，化工过程强化技术还可以应用于环境保护、新能源开发等领域，对于解决当前社会面临的能源和环境问题具有重要意义。
化工过程强化技术的发展趋势主要有以下几个方面。
首先是研发新型催化剂和吸附材料，以提高反应速率和选择性。
其次是优化反应器结构和操作条件，以提高反应效率和控制产品质量。
第三是改进传热设备和分离器，以降低能耗和提高产品纯度。
第四是引入新的反应工艺和装置，以实现多相反应的高效进行。
第五是加强过程模拟和优化，以降低试验成本和提高开发效率。
最后是推动化工过程强化技术与信息技术、人工智能等领域的融合，以实现化工过程的智能化和自动化。
在化工过程强化技术的研究中，还存在一些挑战和难题需要解决。
首先是如何在实际生产中将强化技术有效应用，需要考虑到成本、安全和可操作性等方面的因素。
其次是如何充分发挥不同学科的综合优势，推动化工过程强化技术的跨学科研究与合作。
此外，还需要加强对新材料、新工艺和新装置的研发，以满足不断提高的生产要求和环保标准。
化工过程强化技术是一门重要的课程，它在化学工程领域有着广泛的应用和发展前景。
案例技术引进及其消化吸收的系统分析ppt资料
XDC优先序和稳定性分析过程及结果 Preference for XDC
R.I.
1、remove 0_ 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 S
2、invest 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 3、regulate 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
国内外技 国家技术
国内现有 术发展趋 政策 技术水平 势
技术提供
者情况
国内教育水 平及其构成
技术 环境
国内外技术 产品的市场 需求
企业素质及 组织结构
现行经济和 管理体制
产业结构 及政策
基础结 构环境
技术引进 系统
社会政 治环境
国家 法律 制度
社会文化 传统
国际 政治 关系
经济 环境
自然 环境
生态 环境
研
C
行业重点科研院(所)，以 和整个国民经济的潜
实
许可证贸易、技术合作 在影响大、消化吸收
现 式
I1(2)
Di(2) UkT 等方式引进国外先进技 术，经消化后有组织地
难度大、现实市场需 求小，多为发展中的
略
在本行业推广应用，或 储备型技术；行业研
作为国内技术储备。
究院(所)有较强的开发
能力。
第十四页，编辑于星期五：十四点 九分。
案例：技术引进及其消化吸收的系统分析
引进技术消化吸收组织方案评价结果
组织形式
自主 消化式
组织 联合式
国内 配套式
引进 配套式
中心 开发式
科研 实现式
组织效能 系数（E0） 0.484
0.532
0.644
化工单元操作及设备吸收操作PPT共98页
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
化工单元操作及设备吸收操作
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
பைடு நூலகம்
谢谢你的阅读
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
化工单元操作及设备吸收操作
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
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吸收过程在化学工业中的应用实用PPT
TSHY
3.3.2 伴有化学反应的吸收相平衡
1. 被吸收组分与溶剂相互作用
A(g)
（1）溶质A与溶剂B反应生成M 若其反应关系为：
HA A(L)+ B(L) Ka
溶液中A组分的初始浓度
c
0 可写成：
A
c0A cAcM
而反应平衡常数为：
则：
K cM c0A cA
cAcB
cAcB
cA
c
0 A
1 K cB
精馏过程：双向传质，液相传质到汽相，汽相传质到液相，不需加
质量分离剂。
TSHY
3.1.1 吸收装置的工业流程
1. 吸收剂不需要再生的吸收装置
使用对象： 主要用于制备液相产品，如硫酸吸收SO3吸收制硫酸、
水吸收HCl制盐酸、吸收甲醛制福尔马林液、碱液吸收 CO2或SO2制碳酸氢盐或亚硫酸盐等 。 流程特点： 吸收剂不再生，且循环操作。
2）稀溶液时
k , cB ，近似为常数，pA 和 cA 的关系仍符合亨利定律，
∴
pA
c
0 A
，亨利系数缩小了(1+K’cB)倍
TSHY
3.3.2 伴有化学反应的吸收相平衡
（2）生成物M发生离解 若反应生成物发生离解：
HA aA+bB Ka mM+nN
理想溶液时，Kγ=1，则：
K Ka cM mcN n
K
caAcB b
(3-21)
因为溶解平衡关系服从亨利定律： pAHAcA
用(3-21)解出CA，带入上式得：
pA
HA
cM m cN n KcB b
1/ a
∵(CA) 物＞ (CA)化，∴ (PA)物 ＞ (PA)化
任务四吸收
一般情况下，平衡线如图所示的曲线， 由图读出与Y1相平衡的 后 ，用下式计 算
2、计算法
若平衡线为直线，并可以表示为 Y*=m X,可由下式计算：
第五节 填料塔
一、填料塔的构造 （一）结构：填料塔由塔体、填料、液
体分布装置、填料制成装置、液体在分 布装置、流体进出口等构成。
填料塔典型结构
2、在界面处气液两相互成平衡。 3、在气液两相主体中，由于流体充分湍动混合，吸收质浓度
均匀，没有浓度差，也没有传质阻力和扩散阻力，浓度差全部 集中在两个膜层中，即阻力集中在两膜层中。这样，双膜理论 把复杂的吸收过程，简化为通过气液两膜的分子扩散过程。
（一）气膜吸收速率方程式
吸收质从气相主体通过气膜传递到相界面时的吸收速率方程可表示为 NA=k气（YA-Yi） NA=
（一）吸收操作过程常用术语
1、吸收剂：吸收过程所用的液体，S； 2、吸收质：混合气中能被溶剂吸收组分，A； 3、惰性气：混合气中不能被溶剂吸收组分，B； 4、吸收液：吸收操作所得溶液，A+S； 5、吸收尾气：排除的气体，B+A
吸收过程简图
（二）吸收装置
（三）吸收操作的应用
1、分离气体混合物：用洗油处理焦炉 气以回收其中的芳烃
2、除去气体中有害的杂质：合成胺工 艺中，合成气中的净化脱碳
3、制取溶液：用水吸收氯化氢气体制 取盐酸
4、回收气体混合物中有用组分，以综 合利用，保护环境。
二、吸收剂的选择
1、溶解度 对溶质有较高溶解度； 2、选择性 对溶质有较好吸收能力； 3、挥发性 低挥发性 4、黏性 低黏性 5、化学稳定性 高稳定性 6、再生性 容易再生 7、其他 物美价廉，毒性、腐蚀性小。
三、吸收剂消耗量
1、最小液气比 当吸收剂的用量减少到A点落在平衡线
2、计算法
若平衡线为直线，并可以表示为 Y*=m X,可由下式计算：
第五节 填料塔
一、填料塔的构造 （一）结构：填料塔由塔体、填料、液
体分布装置、填料制成装置、液体在分 布装置、流体进出口等构成。
填料塔典型结构
2、在界面处气液两相互成平衡。 3、在气液两相主体中，由于流体充分湍动混合，吸收质浓度
均匀，没有浓度差，也没有传质阻力和扩散阻力，浓度差全部 集中在两个膜层中，即阻力集中在两膜层中。这样，双膜理论 把复杂的吸收过程，简化为通过气液两膜的分子扩散过程。
（一）气膜吸收速率方程式
吸收质从气相主体通过气膜传递到相界面时的吸收速率方程可表示为 NA=k气（YA-Yi） NA=
（一）吸收操作过程常用术语
1、吸收剂：吸收过程所用的液体，S； 2、吸收质：混合气中能被溶剂吸收组分，A； 3、惰性气：混合气中不能被溶剂吸收组分，B； 4、吸收液：吸收操作所得溶液，A+S； 5、吸收尾气：排除的气体，B+A
吸收过程简图
（二）吸收装置
（三）吸收操作的应用
1、分离气体混合物：用洗油处理焦炉 气以回收其中的芳烃
2、除去气体中有害的杂质：合成胺工 艺中，合成气中的净化脱碳
3、制取溶液：用水吸收氯化氢气体制 取盐酸
4、回收气体混合物中有用组分，以综 合利用，保护环境。
二、吸收剂的选择
1、溶解度 对溶质有较高溶解度； 2、选择性 对溶质有较好吸收能力； 3、挥发性 低挥发性 4、黏性 低黏性 5、化学稳定性 高稳定性 6、再生性 容易再生 7、其他 物美价廉，毒性、腐蚀性小。
三、吸收剂消耗量
1、最小液气比 当吸收剂的用量减少到A点落在平衡线
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二、 过程强化的若干新特点
对强化提出了更高的要求；
信息科学和先进实验技术相结合； 耦合分离技术广泛应用； 推动可持续发展； 多尺度、多层次的研究；
对强化提出更高的要求
效率更高：大幅度提高； 能耗更低：瞄准国际先进水平； 环境友好：安全、环保、符合可恃 续发展的原则； 按科学的发展观和资源节约型原则 改造已有的过程工业，建设新的工 厂：
新材料和其他领域
超高纯单一稀土的分离； 纳米材料的制备等； 氧18，碳15等稳定同位素的分离； 光导纤维材料的生产； 性能优异的布基球C60的分离； 微电子工业中的分离过程;
过程强化面临的机遇和挑战
在能源和资源、生物和医药、 环境和新材料等领域都面临迫切 需求； 按环境友好、安全和可恃续发展 的原则改造过程工业也急需PI；
Simulation Tools PROVISION ASPEN-plus HEXTRAN BioSim HYSIS DIPPR Electrolyte Ideal / Non-Ideal Low / High Pressure What Model Is Best for Your System ? Gas Mixture P-V-T Soave-Redlich-Kwong (SRK) ? Grayson-Streed (GS) ? Peng-Robinson (PR) ? Ideal System ? Braun K-10 ? Lee-Kesler ?
Membrane Reactor/Separators Novel Concepts - Chemical looping - Advanced Adsorbents
Novel Solvents Membrane - Gas - Absorption - Inorganic Hybrids - Adsorbents - Cryogenics
Chemistry
Chemical Engineering
Biochemical Biomedical Biology
Environmental Applications Civil Engineering
Chemical engineering has a unique position at the interface between molecular sciences and engineering
Source: International Energy Agency
Relative Cost of Post-Combustion CO2 Capture Technologies
Cost of Capture (US$/tonne CO2 avoided)
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 With MEA Absorption With MEA Membrane Contactor With Gas Separation Membrane With PSA
医药化学品 大宗化学品 精细化学品 智能化 多功能 现代工业生物技术 能源与环境
分子水平
代谢网络
细胞
过程
Gene ng 细胞网络 tic en neeri gi ginee lic en ring Chemical bo Mole gy Meta cular biolo Engineering s biolo gy ystem S
Mathematics Physics Materials Science Structured Fluids Ceramics Polymers Applied Chemistry Computer Science Electrical Engineering Microelectronics MEMS Transportation Energy Mechanical Engineering
--------Tsouris (ORNL) and Porcelli (JVP), Chemical Engineering Progress, 2003, 99(10), pp50
化工过程强化
化工过程强化包括新装置和新工艺两方面：
(1) 设备的强化：包括新型反应器、新型热交换器、高效 填料、新型塔板等； (2) 过程的强化：如反应和分离的耦合（反应精馏、膜反 应、反应萃取等）、分离过程的耦合（膜吸收、膜精 馏、膜萃取等）、外场作用（离心场、超声等）及其 他新技术（如超临界流体等）。
在环境保护领域
各种工业废水（如含有机物、含酸、含金 属离子、含放射性物质和其他有毒物质的 废水等）的回收的处理； 各种工业废气的回收的处理；温室气体 CO2的捕集和分离； 回收有价物料或使物料再循环； 开发绿色工艺过程中将发挥重要的作用。
Global Warming is Already Happening
化学工程的重要性
化学工程是实验室通向工厂的桥梁，是认识世界、 改造世界的技术基础科学，也是推动制造业发 展的先驱。人们常说它是 能源转化的核心技术技术； 资源利用和新材料制造的基础； 生物技术产业化的依托； 发展近代农业的后盾； 环境保护的支撑；
Chemical Engineering at the Center
整体催化剂和管式反应器
二、 过程强化的若干新特点
对过程强化提出了更高的要求；
信息科学和实验技术结合;
耦合分离技术广泛应用； 推动可持续发展； 多尺度、多层次的研究；
信息科学和实验技术结合
CAD的应用； CFD和DPIV等相结合； 分子模拟发挥重要作用; mm05
Simulation Tools and Model Selections
Cost of Capture and Storage
Coal
Capture Transmission Storage
Gas
0
20
40
60
80
US$/tCO2-avoided
Cost relative to use of same fuel in least cost plant without capture
Global Warming is Already Happening
Global CO2 Reductions
The 450 ppmv CO2 stabilisation corridor would require global CO2 emission reductions of around 50 to 60% by 2050 and about 80% by 2100.
化工过程强化
The term “Process Intensification” refers to technologies that replace large, expensive, energy-intensive equipment or processes with ones that are smaller, less costly and more efficient, or that combine multiple operations into fewer devices (or a single apparatus).
过程强化的迫切性
在己烯-1生产新工艺中，己烯-1与副产物己 烯-3等同分异构体沸点相近，精馏分离需 100多个理论级，回流比极大，投资占总投 资的近一半，且能耗很高。 在乙烯裂解装置副产C4馏分的分离工艺中， 丁烯-1与异丁烯的精馏法分离需350理论 级，回流比100，同样面临能耗过高的问题、 而用醚化法生产存在严重的污染环境的问题。
Gasification-Based Energy Production System
Particulate Removal Gas Cleanup Shift Reactor Synthesis Gas Conversion Fuels and Chemicals Particulates Sulfur By-product Gaseous Constituents Solid By-product Air Separator Air Coal, Petroleum coke, Biomass, Waste, etc. Oxygen Solids Air Compressed Air Gas Turbine Fuel Cells Combustor Electric Power Hydrogen Separation Carbon Dioxide Sequestration Hydrogen
在能源和资源领域
16大提出，2020年我国GDP番两番，如何 保证所需的能源供应？ 按汇率计算，我国单位能耗产出的GDP是 日本的1/7，美国的1/4，不到世界平均 水平的1/2； 按购买力平价法计算，我国高能耗工业 的产品单位能耗与美国、日本的差距基 本上在一倍以内； 节能降耗十分重要！过程强化十分重 要！
我国化工过程强化的研究和应用
石油工业的崛起大大推动了催化剂、反应工程和 精馏技术的发展； 核燃料后处理和湿法冶金的发展推动了溶剂萃取 合离子交换技术的发展等。 我国单位产值能源消耗量比世界先进水平的高得 多； 我国自主开发的新过程数量较少，工业化周期较 长，在国际市场上竞争能力较差。 在实现可持续发展方面差距较大。
Gasifier
Electric Power Generator Air Heat Recovery Steam Generator Steam Solid By-product Steam Generator Steam Turbine Electric Power Stack
同分异构体的分离
己烯-1和丁烯-1是生产高品质聚烯烃树 脂的重要共聚单体，与常用的聚烯烃树 脂相比，拉伸强度、抗冲击强度、抗撕 裂性和经久耐用性能都明显提高。市场 需求增长迅速。 目前国内尚无己烯-1和丁烯-1的生产 线，长期依赖高价进口，成为制约我国 聚烯烃发展的瓶颈。