分离工程1.1 绪论(1.1-1.3)2012-2-21.

裂解 石脑油 分离 轻烃 烷烃 芳烃 分离 苯 甲苯 混合二甲苯 重芳烃 分离 对二甲苯 邻二甲苯 间二甲苯 异构化 分离
共14台设备中： 反应器2台，压缩机2台，换热器2台，分离设备8台。
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1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地位和作用
(1) 清洁工艺定义

清洁工艺——少废物或无废物的生产技术工艺。
★重要作用---提高效益，保证产品质量。
(4) 投资比例
对大型的石油化工生产过程，分离装置的费用占总投
资的50-90%。
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王静康院士的梦想：打造精品制造大国

“我有一个梦想，能否在我的有生之年，实现我国由 粗品制造大国向精品，即功能品制造大国的转变。”

化工科学家王静康——忧虑， “我国是制造大国，但还不是 制造强国。”
毒有害的成分,废气，废水，废渣的处理 。
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1.1.1 分离过程在化工生产中的重要性
(2) 地位
在某些化工生产装置中，分离操作作为生产工艺流程 的主体 。 一个典型的化工生产装置包括：反应器；原料、中 间产物、产品的分离设备；机，泵，换热器等。
原料 ①原料纯化
反应
中间产物 ③ 环保
产品 ②产品分离
提供符合质量要求的原料 （清除对反应或催化剂有害的杂质，减少副反 应，提高收率）；
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提纯产品以得到合格品，并使 反应物循环使用；
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1.1.1 分离过程在化工生产中的重要性
(3) 分离过程作用


① 脱除杂质——减少副反应，提高收率;
② 分离产品； ③ 环保，利用资源。
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1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地位和作用

(2)化工分离过程密切相关内容

①降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、回收 利用率和循环利用率；
②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； ⑤采用生产工艺装置系统的闭路循环技术； ④处理生产中的副产物和废物，使之减少或消除对环 境的危害； ⑤研究、开发和采用低物耗、低能耗、高效率的“三 废”治理技术。
(1) 定义
分离过程是将混合物分成组成互不相同的两种或几种产
品的操作。

应用：广泛用于化工、石油、医药、轻工(食品)、生化、 原子能、冶金、矿山、环保，资源利用等领域。 应用例子：煤焦油的综合利用；石油的炼制；食品的脱 水保存；矿石的浮选,如:选矿flotation ；同位素的提取和

重水的制备；生物产品制造；高纯材料的制备；除去有
第一章 绪论

1.1 分离过程在工业生产中的地位和作用


重要性 作用 占总投资费用

1.2 分离过程的分类和特点

平衡分离过程 速率分离过程

1.3 分离过程的集成化 1.4 设计变量

单元的设计变量 装置的设计变量
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1.1 分离过程在工业生产中的地位和作用

(4)附加分离与再循环系统 。
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1.2 分离过程分类和特征

相间无传质
分离过程分类
机械分离（两相以上混合物）
(浑浊液体，含烟尘气体，糖，盐晶浆)
分离过程
传质分离（均相混合物）
(醇水溶液,气体混合物)
过滤，沉降， 离心分离， 旋风，静电除尘
以扩散速率差异实现分离。 推动力：浓度差，温度差， 压力差，电位差。

我们不能满足于做初级产品的出 口大国。 如果说初级产品附加值是１，那 么最后的功能产品的附加值就是 １０、是１００。

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1.1.1 分离过程在化工生产中的重要性
(5) 化工生产流程特点

① 分离过程，占比例大，化工产品——主体（除反应
外）。

② 分离方法：部分冷凝、冷却、闪蒸、吸收、精馏、
主反应器
catalyst , 6.5MPa, 3000 C C2 H 4 H 2 O C2 H 5OH x 5%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ辅助反应器
CH 3CHO + H 2 catalyst C2 H 5OH
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1.1.1 分离过程在化工生产中的重要性
图1-2，石油重整→分离(对二甲苯生产)
i组分在两相中分配系数不同 （相对挥发度，溶解度）
ESA、 MSA 混合物
分离装置
产品 I - xi 或II- yi, 其它组分
I相xi,Ⅰ
均相i=1,2…n
两相混合物(平衡两相）
II相yi,Ⅱ

即将生产工艺和防治污染有机地结合起来，将污染物减少或消灭 在工艺过程中，从根本上解决工业污染问题。

优点：符合“预防优于治理”的方针，同时又降低了原材料和能
源的消耗，提高企业的经济效益，是保护生态环境和经济建设协 调发展的最佳途径。故清洁工艺是一种节能、低耗、高效、安全、
无污染的工艺技术。

化工生产的污染源：①未回收的原料；②未回收的产品； ③副产品；④原料中的杂质；⑤工艺的物料损耗。
以相平衡为分离极限 分离媒介： ESA 、MSA
平衡分离
均相混合物
速率分离
变成两相系统
原料与产品同一相， 仅组成不同 膜分离，超滤，反渗透， 渗析，电渗析,场分离
蒸发、精馏、吸收、萃取、结晶
本课程仅讨论传质分离过程。
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1.2.1 平衡分离过程
能量媒介( ESA，energy separation agent ) - 热，功； 物质媒介（ MSA, matter separation agent）- 吸收剂，萃取剂。
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1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地位和作用
(3) 分离与再循环系统使废物最小化的方法

(1)废物直接再循环 废水再循环，能代替部分新鲜水使
用。

(2)进料提纯 进料提纯可减少废物的产生。
(3)除去分离过程中加入的附加物质 。
例如：加入共沸剂和溶剂，循环利用。
萃取精馏、恒沸精馏、深冷、结晶。

③工程与工艺结合
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1.1.1 分离过程在化工生产中的重要性
教材P1 图1-1，乙烯→乙醇(乙烯水合生产乙醇)
副产物:乙醚C2H5OC2H5,异丙醇(H3C)2CHOCH(CH3)2,乙醛CH3CHO
该工艺过程:有10台设备，2台反应器，其余为分离设备。