化工分离工程实验(杨世芳)思维导图
化工分离过程ppt
自由度数与
相律：f c 2 c 2 2 c
组分数相当
计算类型 泡点温度 泡点压力 露点温度 露点压力
规定量（c个）
P, x1, x2 ,xc1 T , x1, x2 ,xc1 P, y1, y2 ,yc1 T , y1, y2 ,yc1
求解量 T , y1, y2,yc P, y1, y2,yc T , x1, x2 ,xc P, x1, x2 ,xc
2. lnPiS=Ai-Bi/(t+Ci)
3. 常压操作 解法1：用试差法计算
Ki Pi S
c
P ; Ki xi 1 i 1
T(设) ∑Kixi
70℃ 0.379
110℃ 1.344
98℃ 0.951
100℃ 1.00
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2.2.1 泡点温度和压力的计算
解法2：用αiK计算（不试差，适用于完全理想系）
露点温度是在一定压力下降低温度，当出现第一个液滴 时的温度，露点压力是在一定温度下增加压力，当出现 第一个液滴时的压力。
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泡点和露点的意义
泡点温度:一定组成的液体，在恒压下加热的过程中，出现第一个气泡时的温 度，也就是一定组成的液体在一定压力下与蒸汽达到汽液平衡时的温度。
露点温度:一定组成的汽体，在恒压下冷凝的过程中，出现第一个液滴时的温 度，也就是一定组成的蒸汽在一定压力下与液相达到汽液平衡时的温度。
c
f P Ki xi 1 0 i 1
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2.2.1 泡点温度和压力的计算
1. 平衡常数与组成无关的泡点温度计算
Ki f (T , P)
泡点方程：
c
f T Ki xi 1 0 i 1
化工分离工程(PPT32页).pptx
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10、阅读一切 好 书 如 同 和过 去 最 杰 出 的人 谈 话 。 16 : 49 :1 1 16 : 49 : 11 1 6: 4 93 /1 3 /2 0 21 4:49:11 PM
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11、越是没有 本 领 的 就 越加 自 命 不 凡 。2 1 .3 .1 3 16 : 49 : 11 1 6: 4 9Ma r- 21 1 3- Mar - 21
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 超过滤由以：D来自lton分压定律 A可B 知BA：pyxAAA+//pxyBBB=p，而pA=yAp，pB=yBp，所
2）液液萃取的选择性系数 已知Ak、A B两yA组/ x分A 在两相kB中的yB分/ x配B 系数为：
则其选择性系数为：
AB
kA kB
yA / yB xA / xB
1.3 过程开发及方法
化工分离工程
Chemical Separation Engneering
课程简介
化工分离工程是化学工程学科的重要组成部分，是化 学工程与工艺专业的一门专业必修课。本课程的任务 是利用相平衡热力学、动力学的微观机理，传热、传 质和动量传递理论来研究化工及其它相关过程中复杂 物质的分离和纯化技术，分析和解决在化工生产、设 计和科研中常用的分离过程的理论和实际问题。
(word完整版)初中化学各单元知识框架图(全)
小屯一中化学第一单元走进化学世界化学研究的对舉是喻质的组成（物质都是由元素组咸的〉绪构（分手、原子、离子及其内祁结构》性质（物理性质、化学性质〉变化规緯化学学习的特点是关注物质的性质、变化、变北时过程层其现象。
｛『矍L洽分絡置撫复分解k腿别走进ft 学世界研究化学曲重要逢径是料学挥元，而其重要手段杲化学实验（摄師题设计实验方累，确定僵歩骤进行实验分析与讨逖结论L间题及建议观務描述和记录「交硫L体验点燃別:点燃时:熄灵后:人们呼出气建氢憨体的探究r认识常用的加限器（名舐实物、示盍魁用遼及其注盍事项〕药品的眼a规则（三不原则、节约原则、剩余药品处理庫则）化学买验基本操作「块状固体（镶子）固体,粉末状固体（药匙）I定量（托盘天平：精确到61Q「多量9倾倒（标签*容器口）耳典少童-用胶头滴管（垂宜i謹空，不能横放或倒萱）L定童T童筒（平穂、平视）（注意规格的遥择〉（0-5L）「使用方法（火柴点燃，外焰加热〉「注意事项（使用前、使用时、使用向：「■K器（试管、芙发皿、烧杯、烧瓶）液低⑴乳短赫移动、管口）酬（管口）I注意事项《都要预热、外壁擦干等等）「方法（水洗、刷论酸就或洗涤剂）I洗犠仪器帯aas®（的玻璃似器不能用拎■水洗、不能用力刷桃等），玻璃仪融洗滾干净的标准；不聚水滿、不成股流下酒精烁物质的加魁i锅炉爆炸、轮胎爆炸是物理变化，可燃性物质导致的爆炸是化学变化，如氢气爆炸，烟花爆炸等。
2、催化剂能加快和减慢反应速率，其质量和化学性质反应前后不变，物理性质，如形状、状态可能改变3、由一种元素组成的物质可能为单质，也可能为混合物。
如氧气02和臭氧03两种单质混合得到混合物，也只由氧（0）元素组成。
金刚石C和石墨C的混合物，只由碳（C）元素组成等。
只有说由一种兀素组成的纯净物，才能说一定是单质。
冰水混合物是纯净物，冰是水的固态，还是水。
4、原子是化学变化中的最小粒子。
但不能说原子一定就比分子小。
原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中不可再分。
化工分离过程1绪论第1讲.ppt
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按分离规模分类
分析分离 • 规模小 • 定量分析
例: 色谱分离
制备分离 • 规模小 • 研究用材料
例: 离心分离
工业分离 • 规模大 • 经济
例: 精馏分离
化工厂中分离设备投资约 占总投资的50～90％ ！！！
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分离操作在化工生产中的重要性
典型的化工生产装置包括： 反应器； 原料、中间产物和产品分离设备； 泵、换热器等。 分离贯穿化工过程，占有十分重要的地位。 分离装置的费用占总投资的50～90％。
分
离
过
研究体系的复杂性（多元）
程
课
程
过程的特殊性（特殊分离方法）
的
特
更加注重工程意识的培养
点
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本课程的教学任务和内容
本课程是化学工程专业的专业基础课，在本课程的学习中要学会利用 已有的专业理论知识（平衡热力学，动力学，传热，传质和动量传递 理论等）研究化工生产实际中遇到的复杂体系的分离提纯技术。
10
WHY
Why Separate?
WHY
11Βιβλιοθήκη 化工生产过程反应（Reactive）
分离
萃取物（Extractive Natural raw material）
化工分离工程
化工分离工程第一章绪论1.1概述1.1.1 分离过程的发展与分类随着世界工业的技术革命与发展,特别是化学工业的发展,人们发现尽管化工产品种类繁多,但生产过程的设备往往都可以认为是由反应器、分离设备和通用的机、泵、换热器等构成。
其中离不开两类关键操作:一是反应器,产生新物质的化学反应过程,其为化工生产的核心;-其中离不开两类关键操作:一是反应器,产生新物质的化学反应过程,其为化工生产的核心;-于是研究化学工业中具有共同性的过程和设备的规律,并将之运用于生产的“化学工程”这一学科应运而生。
分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。
机械分离过程的对象都是两相或两相以上的非均相混合物,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传质分离过程的特点是相间传质,可以在均相中进行,也可以在非均相中进行。
传统的单元操作中,蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶等单元操作大多在两相中进行。
依据处于热力学平衡的两相组成不相等的原理,以每一级都处于平衡态为手段,把其他影响参数均归纳于效率之中,使其更符合实际。
它的另一种工程处理方法则是把现状和达到平衡之间的浓度梯度或压力梯度作为过程的推动力,而把其他影响参数都归纳于阻力之中,传递速率就成为推动力与阻力的商了。
上述两种工程处理方法所描述的过程,都称作平衡级分离过程。
分离行为在单级中进行时,往往着眼于气相或液相中粒子、离子、分子以及分子微团等在场的作用下迁移速度不同所造成的分离。
热扩散、反渗透、超过滤、电渗析及电泳等分离过程都属此类,称速率控制分离过程,都是很有发展潜力的新分离方法。
综上所述,分离过程得以进行的基础是在“场”的存在下,利用分离组分间物理或化学性质的差异,并采用工程手段使之达到分离。
显然,构思新颖、结构简单、运行可靠、高效节能的分离设备将是分离过程得以实施乃至完成的保证。
1.1.2 分离过程的地位广泛的应用、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,分离技术发展于现社会。
化工分离工程01[1]
![化工分离工程01[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/cde56292ccbff121dd3683ff.png)
控制释放
将药物或其他生物活性物质以一定形式与膜 结构相结合，使这些活性物质只能以一定速度通 过扩散等方式释放到环境中。
膜生物传感器 由生物催化剂酶或微生物与合成膜及电极转
换装置组成，模仿生物膜对化学物质的识别能力 制成，为酶膜传感器和微生物传感器 。
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1.3.2分离过程与分离过程的耦合
复合分离过程
◆蒸汽渗透 例：发酵液脱水制无水乙醇
水与醇形成二元共沸物，共沸点:78.15℃，
三、膜过程的集成
x=0.894（mol）
优点：取长补短 例：分离悬浮液为高固体含量物料 将超滤、反渗透、渗透蒸馏组合在一起。
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1.4 设计变量
变量: 用于设计分离装置的参数/物理量. 如进料 流率, 浓度, 压力, 温度, 热负荷, 机械功的输入( 或输出)量, 传热面积大小, 以及理论塔板数等.
分离工程
教师：蒋春跃 制作：何寿林
本课程的任务和内容
■地位：专业基础课 ■前期课程：
物理化学、化工原理、化工热力学 ■重点： 1.基本概念、基本原理、基本公式
的理解 2.讨论各种分离方法的特征 3.对设计、分析能力的训练 4.提高解决问题能力
学生应掌握：
◆分离过程的基本理论 ◆简捷和严格计算方法 ◆强化、改进操作途径 ◆对新分离技术有一定了解
优点：集原分离过程之所长，避其所短。 适用于: 特殊物系的分离。 ◆萃取结晶（加和结晶） 分离：①挥发度相近的组分。
②无机盐生产（优点：节能）
溶剂可萃取出部分水。
◆吸附蒸馏
气一液一固三相分离过程
吸附分离优点 ：
分离因子高，产品浓度高，能耗低。
缺点：吸附剂用量大 ，收率低。 ——形成互补
◆电泳分离
化工分离工程
主要内容
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 绪论 精馏 吸收 液液萃取 分离过程的节能 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
第1章 绪论
基本要求： 1)了解分离操作在化工生产中的重要性; 2)熟悉分离过程的分类; 3)掌握分离因子的概念及意义; 4)了解分离方法的选择;
结晶
吸附 干燥 浸取 离子交换
液体
气体或液体 湿物料 固体 液体
冷或热
固体吸附剂 热 溶剂 固体树脂
液体+固体
固体+液体或气体 固体+蒸汽 固体+液体 液体+固体
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 分离原理 多孔膜中扩散的速 率差异 热扩散速率差异 膜对不同离子的选择 性渗透 胶质在电场下的迁 移速率差异 溶质溶解度与溶剂 在膜中的扩散速率 分子大小差异
精馏中，分离因子又称为相对挥发度，它相对于汽液平 衡常数而言，对温度和压力的变化不敏感，可近似看作 常数，使计算简化。
（2）分离因子的意义
1）双组分中的相对挥发度 已知A、B两组分挥发度为：
A pA / xA B pB / xB
由Dalton分压定律可知：pA+pB=p，而pA=yAp，pB=yBp， 所以：
WHY
Why Separate?
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
化工分离工程培训课件
化工分离工程培训课件1. 引言化工分离工程是化工过程中的一个重要环节，它涉及到原料分离、产品纯化和废物处理等多个方面。
本课程旨在帮助学员全面了解化工分离工程的基本原理、常用设备和工艺流程，并通过案例分析和操作实践提升其实际应用能力。
本课程分为以下几个部分：•原理概述•分离设备•工艺流程•案例分析•操作实践2. 原理概述分离工程是将混合物中的组分分开的过程。
在化工分离工程中，我们常用的分离原理包括以下几种：蒸馏是将液体混合物中具有不同沸点的组分分离的方法。
通过加热混合物，使其中沸点较低的组分蒸发，然后冷凝回收。
蒸馏可以分为常压蒸馏、减压蒸馏、精馏等多种方式。
2.2. 结晶结晶是通过溶解度的差异将溶液中的溶质分离出来的方法。
通过控制温度和溶剂浓度，使溶质在溶液中逐渐减少，形成晶体沉淀。
萃取是利用两个不相溶的溶剂将混合物中的组分分离的方法。
通过选择适当的溶剂对混合物进行萃取，将目标组分从混合物中转移到溶剂中，然后再将目标组分从溶剂中分离出来。
2.4. 吸附吸附是通过吸附剂吸附混合物中的组分分离的方法。
吸附剂可以是固体或液体，固体吸附剂常用活性炭、沸石等，液体吸附剂常用有机溶剂。
通过调节吸附剂的性质和操作条件，实现对目标组分的选择性吸附。
2.5. 膜分离膜分离是利用半透膜将混合物中的组分分离的方法。
半透膜具有选择性通透某些组分而阻挡其他组分的特性。
根据分离机制的不同，膜分离可以分为微滤、超滤、纳滤、反渗透等多种方式。
3. 分离设备在化工分离工程中，我们常用的分离设备包括以下几种：蒸馏塔是进行蒸馏操作的主要设备。
它通常由塔身、进料塔盘、蒸汽塔盘等组成。
蒸馏塔根据塔盘的结构和排列方式可以分为板式塔、填料塔等多种类型。
3.2. 结晶器结晶器是进行结晶操作的主要设备。
它通常由搅拌器、冷却器、过滤器等组成。
结晶器根据搅拌方式和结晶器的形状可以分为悬浮结晶器、搅拌结晶器等多种类型。
萃取塔是进行萃取操作的主要设备。
它通常由塔身、进料塔盘、萃取塔盘等组成。
化工分离工程01[1]
![化工分离工程01[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/4b5ad36484254b35effd340c.png)
整理PPT课件
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● 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
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℃
144.411 ﹣25.173
139.104 ﹣47.872
138.351 13.263
● 涉及到分离过程：精馏：4、7、8
整理PPT课件
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结论：
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进行； 总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合，即：
G总＝势能项＋熵项＝µi＋RT lnai 均相体系中只存在浓度差 自发混合。 非均相体系中除浓度差外，还存在各种相互作用（势能 ） 各组分趋向于分配在低势能相。（自由能降低）
整理PPT课件
指出一切涉及热现象的宏观过程是不可逆的。 它阐明了在这些过程中能量转换或传递的方向、条件和限度。 相应的态函数是熵，熵的变化指明了热力学过程进行的方向， 熵的大小反映了系统所处状态的稳定性。
整理PPT课件
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实例2：己烷与水混合的实验
不能自发混合 剧烈搅拌或振荡混合 放置（停止搅拌或振荡）自发分离
体系中除浓度差（熵效应）外，还有： 水分子间的亲水相互作用势能对抗混合 水分子和己烷分子间的疏水相互作用势能对抗混合 水和己烷的密度差（重力势能）对抗混合
整理PPT课件
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实例3：Fe3+和Ti4+的混合实验（一）
混合均匀
Fe3+ 6mol/L HCl
Ti4+ 6mol/L HCl
抽掉隔板
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl
Fe3+ Ti4+ 6mol/L HCl