新型化工分离技术
膜分离技术在化工中的应用
膜分离技术在化工中的应用随着科技的发展，化工行业在不断推进，膜分离技术作为一种新型技术，已经被应用到了化工行业的很多领域，具有非常广阔的发展前景。
本文就来介绍一下膜分离技术在化工中的应用。
一、膜分离技术的基本原理膜分离技术是在膜的作用下，使溶液、混合气体等物质透过膜，分离出不同大小、形状、性质的物质的一种分离技术。
膜分离技术是以膜作为物理屏障，通过膜的选择性过滤和筛选，实现不同物质的迅速分离。
膜分离技术不仅有高效过滤、分离和提纯的特点，而且还能在保留溶液和气体完整性的同时，实现一定程度的削弱、改变介质性质等效果。
二、1.水处理领域膜分离技术在水处理领域有着广泛的应用。
膜分离技术可以用来处理各种污水，如酸性污水、电解污水、废油污水等，可以有效地去除溶解和悬浮性固体、重金属离子、有机物、微生物等。
同时，膜分离技术还可以用于制造高纯水，如电子工业中所需的纯水、空气净化行业中的净水等。
2.制药领域膜分离技术在制药领域也有着广泛的应用。
通过膜分离技术，可以分离出不同粒径和相对分子质量的物质。
例如，该技术可以用于生产高质量的注射用水，通过一步一步筛选，去除各种杂质和微生物，使其达到纯净的水质。
3.食品加工领域膜分离技术在食品行业的应用涉及到四大类：浓缩、分离、除菌和脱色。
如要生产浓缩果汁、乳制品、调味品等，在保留食品的原有口感、营养物质成分等的情况下，通过膜分离技术可以排除掉农药残留、乳清蛋白等杂质物质，使食品更加健康。
4.化学分离领域膜分离技术还可以在化学分离领域中应用。
通过膜分离技术，可以实现大分子物质和小分子物质的分离。
例如，通过膜分离技术还可以将混合的气体分离成几种组份，进行单一有用组份的提取。
5.环保领域膜分离技术在环保领域也有广泛的应用。
例如，通过膜分离技术可以处理地下水、含油废水、烟气脱硫等固、液、气三态污染物，从而实现环境污染的控制和治理。
三、膜分离技术的优势与传统的化工技术相比，膜分离技术的优势主要表现在以下几个方面：1.高效节能由于使用了膜作为过滤介质，因此可以实现无需加热、无需高压的过滤操作。
中山大学-化工分离新技术-第二章：分离基础
nB nA nB
)]
分离----负熵的生成：
蒸馏过程 d(S) Q( 1 1 ) 0
dt
T1 T2
T1：液面蒸汽 T2 ：冷凝管入口
分离的理论耗能量（最小功）：
Wmin, T
RT[n A
ln(
n
nA A n
B
)
n
B
ln( nB nA nB
)]
三、 分离方法的分类
● 平衡分离过程
利用相间平衡 ▲相平衡：在分离过程中形成新相 ▲分布平衡：分离前引入第二相，
物理性质
力学性质：密度、摩擦系数、表面张力、尺寸、质量 热力学性质：熔点、沸点、临界点、转变点、蒸气压
、溶解度、分配系数、吸附平衡
电、磁性质：电导率、介电常数、迁移率、 电荷、淌度、磁化率
输运性质：扩散系数、分子飞行速度 化学性质
热力学性质：反应平衡常数、化学吸附平衡 常数、离解常数、电离电位
反应速度性质：反应速度常数 生物学性质
4)电子给予体-电子接受体间的作用力（电荷 迁移，荷移配合物）
电荷迁移是一种特殊的相互作用，即两个 分子结合成一个荷移配合物，如Ａ＋Ｂ-。这 种力叫荷移力，实际上是一种电子转移。
5）分子间引力的选择性（集团电荷力） 分子内存在着一种集团的电荷力,而这种力
的作用又与分子结构的空间构型是否相适应 而起作用。
根据相的相对位置或运动状态，有的分离过程把它 们分成固定相和流动相。
在两相间的分离常涉及到界面。界面存在 一化学位垒。“选择性界面”常用于分离。
流动 (Flow) 与分离
“流”一词用来描述所有流体的位移。分 离可以在静止（非流）体系和流体系进行。
● 对流、随机流等寄生流：（非生产型、破坏性的） ● 混流（搅动）：如萃取中摇动混合，只对加速迁移和 加快平衡起作用，而对分离的性质并不产生影响 ●（外加）定向流：流动相、载气等
石油化工中的分离技术
石油化工中的分离技术随着工业化进程的不断发展，石油化工成为了人类社会中不可或缺的一部分。
而在石油化工生产过程中，分离技术则是至关重要的环节之一。
分离技术通过对混合物的物理性质和化学性质进行研究和分析，从而将混合物中的各种组分分离出来。
而石油化工中所面对的单一或复杂的混合物则需要运用多种分离技术进行有效的处理，以确保在生产过程中能够得到高纯度的产品。
一、常见的分离技术目前，常见的分离技术方法包括蒸馏、吸附、萃取、结晶、分子筛分离、气体吸附、膜分离等。
其中，蒸馏是一种最常见而有效的分离技术。
蒸馏将混合物加热至其中一个或多个组分的沸点，然后通过提取所凝结的液体来将它们从其他组分中分离出来。
另外，蒸馏技术还能被用于分离出石油中的不同成分和脂肪酸等。
吸附法则是一种将目标成分从商品中分离出来的技术。
该技术在电子工业、生化制品制造和污染控制等领域中被广泛应用。
这种方法涉及到与目标成分具有互相吸附性的物质，例如矿物质和生物质等。
萃取法是一种从混合物中分离出目标成分的技术。
该方法通常利用化学溶剂将混合物中目标成分提取出来，并将它们转化为更易于处理的形式。
其中最常见的应用是萃取芳香物质。
结晶法是一种从混合物中制造纯晶体的方法。
该方法的基本原理是将混合物溶解至一定程度，然后冷却至适当的温度，以便于成分结晶并分离。
这种方法可以用于制备金属、有机化合物和无机化合物等方面。
二、石油化工生产中的分离技术石油化工产品种类繁多，包括各种化学原料和合成制品，如乙烯、乙二醇、氯代烃等，这些产品都需要通过分离技术得到高纯度的产物。
在石油化工中，蒸馏是最常见的分离技术之一。
通过蒸馏，可以从石油原料中提取到不同类型的燃料和化学原料，例如汽油、柴油、石蜡、液化石油气等。
其中蒸馏塔是蒸馏工序中的一个核心部件。
除了蒸馏，石油化工中还有很多其他的分离技术，如吸附、选择性气相吸附和膜分离等。
吸附是一种用于分离气体和液体的技术。
该方法适用于对混合物中特定成分的选择性吸附，通常需要将一种有选择性的物质（如分子筛、活性炭）加入混合物中，使其吸附目标物质而将其他物质留在原处。
化工中的分离技术
化工中的分离技术化工行业是基础工业和现代工业的重要组成部分，它涉及到很多领域，比如石油、化肥、冶金、医药等。
其中，分离技术是化工行业中最重要的技术之一，它涉及到许多关键的过程。
本文将着重探讨一下化工行业中的分离技术，包括其原理、应用以及未来发展方向。
一、分离技术的原理分离技术的本质就是利用不同物质之间的不同性质，将它们分离开来。
在化工行业中，常用的分离技术有蒸馏、萃取、结晶、吸附、离子交换、膜分离等。
这些分离技术的原理和应用都有所不同，但大体上可以归为以下几类：1.物理分离：物理分离是通过物质的物理性质差异来实现分离，常见的包括蒸馏、结晶、干燥等。
例如，蒸馏是利用不同物质的沸点差异来分离的，而结晶则是将溶解在一起的固体物质通过溶液的降温或浓缩而分离。
2.化学分离：化学分离是通过物质间的化学反应来实现分离。
例如，酸碱中和反应可以用来分离一些带有酸性或碱性基团的物质。
3.生物分离：生物分离是通过利用生物体自身的特殊性质进行分离。
例如，酵母发酵和细胞培养就是常见的生物分离方法。
二、分离技术的应用在化工行业中，分离技术被广泛应用于各个领域。
下面将简单介绍一下几个比较典型的应用：1.石油化工行业：石油化工行业涉及到油、气、液体等物质的分离，例如炼油装置中就需要利用分馏列进行原油分离，从而得到各种不同重量的石油产品。
2.化学制药行业：在制药过程中，通常需要对化合物进行分离，例如通过萃取或溶剂析出获得纯的药品原料等。
3.环境保护行业：在环境保护工作中，分离技术也发挥着重要作用，例如利用各种吸附剂和离子交换树脂来除去水中的有害物质。
三、分离技术的未来发展方向目前，化工行业中的分离技术已经相对成熟，但在实践中仍存在一定的局限性，比如能源消耗、环境污染等问题。
因此，未来的分离技术发展主要会集中在以下几点：1. 身体分离技术的发展：生物分离技术是未来的发展方向之一，其具有高效、环保、低能耗等优点。
2. 膜分离技术的应用：膜分离技术因其高效、方便、低能耗等特点，受到了化工行业的青睐，未来会应用于更广泛的场合。
石油化工中的分离技术
石油化工中的分离技术石油化工行业是一个庞大而复杂的产业，它涵盖了石油开采、炼油、石化和化肥等多个领域。
在这些领域中，分离技术是至关重要的环节。
本文将介绍石油化工中常用的分离技术及其应用。
一、蒸馏技术蒸馏技术是石油化工中最常见的分离技术之一。
它利用不同物质的沸点差异，将混合物分离成不同组分。
在炼油过程中，原油经过预分离后进入蒸馏塔，通过加热使其分为不同沸点范围的馏分，如汽油、柴油、液化石油气等。
蒸馏技术在石油化工中起到了至关重要的作用，不仅可以提供各种燃料，还可以提取用于石化生产的原料。
二、结晶技术结晶技术是通过溶解物质在溶液中结晶沉淀，以分离纯净晶体的方法。
在石化领域中，结晶技术常用于有机物的提纯和分离。
例如，对取自石油化工生产过程中的溶液进行结晶处理，可以分离出高纯度的有机物，用于制备高附加值的化学品。
三、吸附技术吸附技术是利用不同物质在表面上的吸附作用，通过吸附剂将混合物中的目标组分吸附下来，从而实现分离的方法。
在石油化工中，吸附技术常用于气体分离和有机物的提纯。
例如，在天然气加工中，利用吸附剂可以将天然气中的杂质分离出来，提高天然气的纯度和质量。
四、萃取技术萃取技术是利用溶液之间的相溶性差异，通过溶剂将混合物中的目标组分从其他组分中分离出来的技术。
在石油化工中，萃取技术常用于有机化合物的提纯和分离。
例如，利用溶剂将酚类化合物从含有酚酮混合物中提取出来，可以得到高纯度的酚类产物。
五、膜分离技术膜分离技术是利用膜的选择性渗透作用，将不同成分的溶液通过膜分离出来的技术。
在石油化工中，膜分离技术常用于气体和液体的分离。
例如，利用膜分离技术可以将石油化工废水中的有机物和无机盐分离出来，实现废水的处理和资源回收。
综上所述，石油化工中的分离技术多种多样，每种技术都有其特定的应用领域和优势。
这些分离技术的应用不仅能够提高产品的纯度和质量，还可以减少能源消耗和环境污染。
随着科学技术的不断发展，石油化工分离技术将继续创新和发展，为产业的可持续发展做出更大贡献。
分离技术在化工生产中的应用
分离技术在化工生产中的应用摘要：分离技术在化工生产中有着不可替代的重要位置，在医药、食品、石油、化工、冶金、原子能等领域有着非常广泛的应用，物料的分离过程中的能量消耗占总能量消耗的很大一部分。
许多年前，一些传统分离技术如沉降分离等只能在液固分离中分离混合物，还有一部分微小固体和液体会形成浓度较小的悬浊液而无法分离。
随着化工产业的飞速发展，出现了越来越多、越来越有效的分离技术，正在努力解决传统分离技术中分离效率不高、规模小、费时费力的一系列问题，研究化工分离技术已经成为研究化工生产的重要课题。
本文主要介绍了超临界流体萃取技术、膜分离技术、分子蒸馏技术的原理、优点、在化工生产中的应用。
关键词：超临界流体萃取技术；膜分离技术；分子蒸馏技术引言近些年来，随着人类社会化学工业的逐步发展，能源利用率不高、浪费严重，能源逐渐枯竭已经逐渐成为一个巨大的全球性问题，因此，改良生产工艺，提高原料利用率，节约能源，回收利用现有能源，可持续发展开始被人类重视。
以化工分离技术为例，化工生产中所要用到的原材料、产物、中间产物、副产物等绝大部分都是混合物，某些不纯的物质在一定条件下极易发生爆炸，如果生产出具有很多杂质的产物作为药物使用会严重危害人类健康，所以，如果要得到高纯度高质量的产品必须对各类混合物进行分离提纯，只有这样，才能获得安全性好、质量高的合格产品，才能对原材料进行有效的利用，节省成本，节约资源。
1.超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是一种新型物质分离技术。
它是以超临界流体代替传统的有机溶剂作萃取剂，把一种所需要的化学物质从多组分各相态混合物中以高纯度分离出来的新型化工分离技术。
当超临界流体与待分离的化学物质接触进行萃取时，能够有选择性地把极性大小不同、沸点高低不同和分子量大小不同的各类物质依次以很高的纯度萃取出来。
在萃取过程中，可以通过控制反应条件温度、压力等得到各物质比例达到最佳比例的混合物成分，然后依靠减小压力、升高温度的方法使分离出的超临界流体转化为普通流体，所需物质可以在很大比例下被析出进行分离提纯。
连续蒸馏法：大规模工业分离的核心技术
连续蒸馏法：大规模工业分离的核心技术连续蒸馏法是一种大规模工业分离的核心技术，广泛应用于石油、化工、制药等领域。
下面将详细介绍连续蒸馏法的原理、操作步骤和应用。
连续蒸馏法是一种通过不同物质在不同温度下的汽化和凝结特性来实现分离的方法。
其基本原理是利用物质的沸点差异，通过加热混合物使其部分汽化，再通过冷凝器将汽化的组分冷凝回液态，达到分离的目的。
连续蒸馏法通常包括以下几个步骤：加热混合物，汽化组分，冷凝回液态，分离和收集组分。
首先，将待分离的混合物加入到蒸馏塔的顶部，这里的蒸馏塔是一种特殊设计的设备，内部通常由多个托盘或填料组成，以增加接触时间和接触面积。
然后，通过加热设备对蒸馏塔进行加热，使混合物在塔内达到汽化温度。
当混合物达到汽化温度时，其组分会部分蒸发。
由于不同组分的沸点不同，因此其中的低沸点组分会较快地被汽化，而高沸点组分则会较慢。
接下来，汽化的组分会随着气体流向冷凝器。
冷凝器通常是一个长的管道，外部通过冷却介质（如冷水）降低管道温度，使气体冷凝成液体。
在冷凝过程中，由于组分沸点的差异，不同组分会在不同位置冷凝。
较低沸点的组分会在较接近冷凝器出口的位置冷凝，而较高沸点的组分会在较靠近冷凝器入口的位置冷凝。
冷凝后的液体会下流回蒸馏塔，重新参与循环。
这样，不断有混合物进入塔内，一部分混合物蒸发出塔外，一部分混合物冷凝回塔内，从而达到连续蒸馏的目的。
分离和收集组分是连续蒸馏的最终目标。
在蒸馏塔内，不同组分会根据其重量和沸点差异，在不同位置形成液体层。
在下部，较高沸点的组分会集中，而在上部，较低沸点的组分会集中。
通过设置不同的出口，可以分别收集两者。
连续蒸馏法具有很高的分离效率和连续操作的能力。
它可以实现大规模工业分离，满足工业生产的需要。
此外，连续蒸馏还可以通过一些辅助措施，如回流比的控制和精细分馏塔的设计，进一步提高分离效果和操作灵活性。
连续蒸馏法在石油、化工、制药等行业有着广泛的应用。
例如，在石油炼制过程中，能源原料中的不同组分可以通过连续蒸馏法进行分离，分离出液化石油气、汽油、柴油等产品。
中山大学-化工分离新技术-7--非均相体系的分离
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7.3.9 旋液分离器
离心力分离液固非均相混和物
同旋风分离器不能完全分开 →分级
直径较小 不能完全分开
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7.3.9 离心机
离心分离原理
离心机是一种在离心力场内进行固－液、液－液或液－液 －固相分离的机械。离心机的主要部件为安装在竖直或水平轴 上的高速旋转的转鼓，料浆送入转鼓内并随之旋转，在离心惯 性力的作用下实现分离。
此外还有液体洗涤除尘法、电除尘法即湿法净制：“洗涤”气 体
静电除尘：高压直流电场中，带电粒子定向运动，聚集分离。
4
7.2 颗粒与流体相对运动时所受的阻力
曳力(drag force)介质阻力——相对运动时，流体对微粒的作用力 对比分析：
沉降
流体流动
定律 介质阻力---牛顿阻力定律 内摩擦力---牛顿粘性定律
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•〖特点〗：结构简单，造价低廉，无运动部
件，操作范围广，可用多种材料制造，是化 工、轻工、冶金等部门常用的分离和除尘设 备。
•〖说明〗旋风分离器一般用来除去气流中粒
径5μm以上的尘粒，对颗粒含量高于200g/m3 的气体，由于颗粒的聚集作用，它甚至能除 去3μm以下的颗粒。
•对直径在200 μm以上的颗粒最好先用重力沉
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7.3.7 离心分离
离心机——离心力--设备本身旋转产生（快速旋转的转 鼓）
旋风分离器——离心力--混合物以一定速度沿切线方向 进入设备而产生。
离心分离因素——离心力/重力 分离能力——转速，转鼓直径
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7.3.8 旋风分离器
•1、构造：进气管、上筒体、下锥体和中
化工工艺中的新型分离技术与提纯方法
化工工艺中的新型分离技术与提纯方法随着化工行业的不断发展和创新，新型分离技术和提纯方法在化工工艺中得到了广泛应用。
这些技术和方法在提高产品纯度、降低成本、减少环境污染方面发挥了重要作用。
本文将介绍化工工艺中的一些新型分离技术和提纯方法的应用情况和优势。
一、膜分离技术膜分离技术是一种通过选择性透过性来分离物质的方法。
它利用薄膜作为分离介质，通过物质在膜上的传递过程来实现分离和提纯。
膜分离技术具有结构简单、工艺操作简便、能耗低等优点，因此在化工工艺中得到了广泛应用。
膜分离技术包括超滤、纳滤、气体分离等多种形式。
在化工工艺中，膜分离技术可以用于分离溶液中的悬浮物、去除有害物质、浓缩溶液等。
例如，利用纳滤技术可以将溶液中的溶质分子从溶剂中分离出来，达到提纯的目的。
膜分离技术在化工工艺中的应用不仅可以提高分离效率，还可以减少化工过程中的废物产生，实现资源的高效利用。
二、离子交换技术离子交换技术是化工工艺中常用的一种分离和提纯方法。
它利用固体离子交换树脂对溶液中的离子进行吸附和释放，从而达到分离和提纯的目的。
离子交换技术可以用于溶液的浓缩、离子的交换、有机物的去除等。
它广泛应用于水处理、制药、石油化工等领域。
离子交换技术的优势在于其选择性和高效性。
通过选择合适的离子交换树脂，可以实现对特定离子的高效吸附和分离。
离子交换技术在化工工艺中的应用不仅可以提高产品纯度，还可以减少废液的产生，减少环境污染。
三、萃取技术萃取技术是一种利用溶剂将混合物中的组分分离的方法。
它通过溶剂对混合物的不同亲和性，实现对特定组分的抽提和分离。
萃取技术在化工工艺中具有广泛的应用，可以用于分离有机物、提纯金属离子等。
萃取技术不仅可以提高产品的纯度，还可以实现废物的资源化利用。
在化工工艺中，常用的萃取剂包括有机溶剂、离子液体等。
选择合适的萃取剂和调节操作条件，可以实现对特定组分的高效分离。
萃取技术在化工工艺中的应用不仅可以提高产品纯度，还可以减少化工过程中的废物产生，降低生产成本。
化工吸附分离技术PPT
在不同温度条件下进行吸附， 常用于分离沸点相近的组分。
吸附分离技术的应用领域
气体分离
液体分离
利用不同的气体在固体吸附剂上的吸附量 不同，实现气体混合物的分离。如工业尾 气的脱硫、脱硝处理。
利用不同的液体在固体吸附剂上的吸附量 不同，实现液体混合物的分离。如废水处 理、有机溶剂脱水等。
金属离子分离
有机物分离
利用固体吸附剂对金属离子的选择性吸附 作用，实现金属离子的分离和纯化。如海 水提铀、工业废水处理等。
利用固体吸附剂对有机物的吸附作用，实 现有机物的分离和纯化。如天然气的脱硫 、芳烃的分离等。
02
化工吸附分离技术分类
物理吸附分离技术
总结词
利用物理作用力进行吸附和分离的技术。
详细描述
物理吸附分离技术主要利用物质之间的范德华力或毛细管作用力进行吸附和分 离。常见的物理吸附剂包括活性炭、硅胶、分子筛等。该技术适用于气体和液 体的吸附和分离，具有操作简便、能耗低等优点。
开发高效吸附设备
研究新型吸附塔、过滤器等设备，提高设备效率 和降低能耗。
再生与循环利用
对吸附剂进行再生和循环利用，降低生产成本和 资源消耗。
环保法规与安全问题
严格环保标准
随着环保法规的日益严格，化工吸附分离技术需要更加注重环保 和节能。
安全性能评估
对新型吸附剂和技术进行安全性能评估，确保生产过程中的安全 可靠。
化工吸附分离技术
• 吸附分离技术概述 • 化工吸附分离技术分类 • 化工吸附分离技术应用实例 • 化工吸附分离技术的发展趋势与挑战 • 结论
01
吸附分离技术概述
吸附分离技术的定义
吸附分离技术
利用固体吸附剂的吸附作用，将混合物中的一种或多种组分吸附 在固体表面，从而实现混合物中不同组分间的分离。
新型化工分离技术
几种新型化工分离技术的简介摘要：本文主要介绍了膜分离技术、超临界萃取技术、双水萃取技术、色谱分离技术、分子蒸憎技术、微波萃取技术、耦合分离的技术原理及应用关键词：新型化工分离技术膜分离技术超临界萃取技术Introduction of New Chemical Separation Technology Abstract:The principle and application of some separation technologies are introduced, such as the membrane separation technology, supercritical fhuid extraction technology, the aqueous two phase extraction technology, the chromatographic separation tech no logy, the molecular distillation tech no logy, the microwave extractio n snd coupli ng separati on,etc.Key words: new chemical separation technology; membrane separation technology; super fluid extraction technology前言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，原料的精制、中间产物以及产品的分离提纯、废气废水的处理等等，都离不开化工分离技术。
化工分离技术应用领域广泛、分离要求多种多样，这就决定了分离技术的多样性。
精憎、萃取、吸收、吸附等都是传统的化工分离技术，无论是技术还是应用方面都发展得很成熟。
然而，随着基础工业和高科技的发展，分离技术越来越面临着新的挑战：石油、天然气、煤炭等资源的不可再生要求分离过程必须充分得利用资源，降低能耗；迅速发展的生物医药工程对产品纯度、活性等指标的限制对分离技术提出了更高的要求；山环境保护意识的增强提出的各种废弃物排放限制越来越严格也给分离技术带来了难题；此外新材料的开发、食品工业和天然资源综合利用等领域的迅速发展也对分离技术提出了更高的要求。
化工新型分离技术
1 吸附: 利用吸附剂表面对流体中某一组分具有选择吸附的能力，而实现混合物分离的单元操作。
2吸附剂:对气体或液体混合物中某一组分具有选择性吸附且吸附能力较大的物质。
工业上常用的吸附剂：(1)平衡吸附量大(2) 选择性较高(3)有一定机械强度，易再生。
3吸附平衡：吸附剂和流体充分接触后，吸附剂中的吸附质浓度和流体相中吸附质浓度维持恒定，其吸附速率等于脱附速率。
4脱附操作：气相脱附方法：1、升温脱附（吸附量与温度成反比）2、减压脱附（吸附量随压力降低而减小）3、惰性气体吹扫（减低吸附质的部分分压）液相脱附方法：4、溶剂置换脱附（降低吸附质浓度）5离子交换树脂的结构：离子交换树脂是具有特殊网状结构的高分子化合物，由空间网状结构骨架（即母体）和附着在骨架上的许多活性基团所构成。
6 离子交换应用：1.离子转换：水的应用；2.离子去除：水的处理；3离子浓缩：贵重金属离子的回收。
4离子分离:有机离子和无机离子的分离；5催化剂：固体酸和固体碱。
7交换剂的分类：一般将具有离子交换功能的物质称为离子交换剂。
离子交换剂可以是任何物质，包括有机离子交换剂（天然的和合成的）和无机离子交换剂（如沸石等）。
8影响离子交换树脂选择性的因素：1 离子的水化半径：离子在水溶液中通常发生水化作用，离子在水溶液中的实际大小以水化半径来表征。
水化半径越小的离子越易被交换。
2 离子的化合价：离子的化合价越高，其与树脂的亲和力越强，越易被树脂交换。
9流化床的吸附剂粒子和液体在床层内混合程度高，吸附效率低；扩张床的吸附剂粒子基本悬浮于固定的位置，液体的流动与固定床相似，接近平推流，吸附效率高。
10离子交换树脂的物化性质：1）交联度：交联度是指交联剂的用量（用质量分数表示）（2）粒度：离子交换树脂通常为球形（3）密度：真密度和视密度（4）溶胀性（5）交换容量：全交换容量：指单位质量（或体积）的树脂中可以交换的化学基团的总数，亦称理论交换容量。
工作交换容量：指树脂在给定工作条件下实际可利用的交换能力。
分离技术在化学工业中的应用
分离技术在化学工业中的应用化学工业中的分离技术是一项关键性技术，它在各个领域扮演着重要的角色。
通过利用分离技术，可以从复杂的混合物中纯化出所需的化合物，提高产品的纯度，满足不同领域对产品质量的要求。
本文将介绍几种在化学工业中常用的分离技术及其应用。
一、蒸馏技术蒸馏是一种基于物质在不同温度下汽化和凝结的原理来分离混合物的技术。
在化学工业中，蒸馏技术广泛应用于石油、石化、药品等领域。
以石油炼制为例，石油中含有多种不同沸点的化合物，通过蒸馏技术可以将石油分离成不同沸点的组分。
在精馏塔中，石油经过加热变为蒸汽，然后在塔中逐渐冷却凝结，不同沸点的组分依次凝结并收集，从而得到不同的产品，如汽油、柴油、润滑油等。
二、萃取技术萃取是一种通过溶剂提取混合物中所需组分的技术。
它在化学工业中广泛用于固体、液体或气体混合物的分离。
在有机合成中，常常需要从反应混合物中分离出目标化合物。
通过合适的溶剂选择和操作条件，可以将目标化合物从反应混合物中提取出来。
这种方法通常比较简便、快速，适用于中小规模的合成反应。
三、结晶技术结晶是一种通过溶解物质并使其重新结晶形成结晶体的技术。
在化学工业中，结晶技术常用于纯化和提纯有机化合物、无机盐等物质。
通过结晶技术可以将溶液中的杂质分离出来，得到纯净的结晶产物。
该技术被广泛应用于制药、食品、化妆品等行业。
例如，制药工业中的药物合成通常伴随着结晶步骤，通过结晶可以获得高纯度的药物晶体。
四、吸附技术吸附是一种通过固体材料对溶液中的物质进行吸附分离的技术。
在化学工业中，吸附技术常用于废水处理、气体净化、色谱分析等领域。
废水处理中的活性炭吸附是一种常见的吸附技术。
活性炭具有较大的比表面积和较高的吸附能力，可以有效吸附水中的有机污染物和重金属离子，使废水得到净化。
五、离子交换技术离子交换是一种通过固体材料与溶液中的离子进行交换来实现分离的技术。
该技术在化学工业中常用于水处理、质谱分析等领域。
以水处理为例，离子交换树脂可有效去除水中的硬度离子，如钙、镁等离子，将其与树脂上的钠离子进行交换，从而软化水质。
化工专业《新型分离技术》教学大纲
《新型分离技术》教学大纲课程编码：0412102502课程名称：新型分离技术学时/学分：24/1.5先修课程：《物理化学》、《化工原理》、《化工热力学》适用专业：化学工程与工艺开课教研室：化工教研室一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学等基础知识后的一门专业选修课。
本课程可以开阔化工类学生的视野、拓宽学生在分离工程领域的知识面，从而适应多种专业化方向的要求，并且为进一步的科学研究或工程应用打下基础。
2．课程任务：本课程的任务是讲授膜分离技术、新型萃取技术、新型蒸馏技术、生化分离技术等新型分离技术的基础知识，以及反应-分离耦合集成和分离-分离集成的设计等。
本课程强调工程观点、强调理论与实际相结合；通过分离任务的提出、解决方案的建立、分离流程的设计、以及分离设备的选用等，提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、课程教学基本要求通过本课程的教学，要求学生掌握各种新型分离技术的基本理论，操作特点，同时对分离技术在过程工业中的重要意义及新型分离技术的开拓和发展有一定的了解。
成绩考核形式：期末成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（作业、课堂提问等）（30%）。
成绩评定采用百分制，60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1.教学基本要求掌握选择分离技术的一般规则；了解分离技术在过程工业中的意义；了解新型分离技术的开拓和发展。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章的教学，要求学生掌握分离技术的分类；掌握选择分离技术的一般规则。
3.教学重点和难点教学重点是分离技术的分类；新型分离技术在化学工业、环境保护、生物技术、制药、电子、能源等领域的应用。
教学难点是新型分离技术在化学工业、环境保护、生物技术、制药、电子、能源等领域的应用。
4.教学内容（1）分离技术在过程工业中的意义主要知识点：分离技术在过程工业中的重要意义；分离技术的分类。
（2）新型分离技术的开拓和发展主要知识点：新型分离技术的开拓和发展；新型分离技术在化学工业、环境保护、生物技术、制药、电子、能源等领域的应用。
现代化工分离技术
流量计
CO2
钢 瓶
泵 冷箱
携 带 剂
流量计
泵
萃 取
混 合
分
精
离
馏
柱
分 离
超临界CO2萃取基本流程图
与传统工艺比较的优势
工业上，传统工艺中大都根据相似相溶原理 采用有机溶剂作为萃取剂，但是有机溶剂在液液 萃取或是固相萃取中总会或多或少带来一些环境 问题，比如比较显著的废溶剂的回收问题。
二次污染严重影响人们的日常生活和工作， C无O溶2是剂较残容留易,也提避纯免与了分溶离剂的对气人体体,因的此毒萃害取和物对几环乎境 的污染。如脱去咖啡中的有害成分咖啡因，传统 的萃取剂为有毒副作用的二氯乙烷，产生二次污 染，而采用超临界CO2作为萃取剂，当有机物质 荣誉超临界二氧化碳时，很容易回收，也容易操 作，避免了二次污染。
特点
• (1)可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效 地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着 药用植物的全部成分，而且能把高沸点，低挥发度、易热解的 物质在其沸点温度以下萃取出来；
• (2)使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因 此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和 对环境的污染,是100%的纯天然；
2.超临界 CO2萃取原
理 3.超临界CO2
流体萃流程图
4.应用及特点
概述
超临界流体二氧化碳萃取（supercritical CO2 extraction ,CO2-SFE或CO2-SCFE）技术是超临界流 体萃取(superccritical fluid extraction,SCEF或SEF) 技术的一种。
化工分离中的三类分离方法
化工分离工程第七章__新分离方法
化工分离工程第七章__新分离方法在化工分离工程中，分离过程是非常重要的环节。
传统的分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、结晶等。
然而，随着科学技术的不断进步和发展，新的分离方法也逐渐被应用于化工分离工程中。
本章将介绍几种目前最新的分离方法。
一、离子交换膜技术离子交换膜技术是一种通过离子交换作用实现离子分离的方法。
它利用具有选择性离子渗透性的膜，通过对电渗透效应和离子交换效应的结合实现对溶液中离子的分离。
离子交换膜技术具有高选择性、高透过率和稳定性好等优点，已广泛应用于水处理、电力工业、化工领域等。
二、超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是利用超临界流体具有可调节性、高扩散系数和低表面张力等特点，用于有效分离和提取化合物。
在超临界条件下，流体的物理和化学性质发生了很大的改变，使得溶液和非溶质之间的传质和传热效果得到了提高。
超临界流体萃取技术已广泛应用于天然药物提取、废水处理等领域。
三、薄膜分离技术薄膜分离技术是指利用薄膜具有选择透过性，通过物质在薄膜表面的扩散和渗透，实现对混合物的分离。
薄膜分离技术具有结构简单、成本低、操作方便等优点，广泛应用于分离纯化、浓缩、脱水等领域。
薄膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透等多个方法。
四、离子液体分离技术离子液体是一类具有独特性质的新型溶剂，由有机阳离子和无机阴离子组成。
离子液体分离技术是指利用离子液体的溶解性、热稳定性和反应性等特点，实现对混合物的分离和提纯。
离子液体分离技术已广泛应用于化学、生物、环境等领域，具有非常广阔的应用前景。
以上介绍的是目前化工分离工程中的一些新分离方法，它们在分离效率、能耗、环保性等方面都具有优势。
随着科技的不断进步，新的分离方法也将不断涌现，为化工分离工程提供更多的选择和可能性。
作为化工工程师，需要不断学习和掌握新的分离技术，以提高分离工程的效率和质量。
能源化工的新型工艺和技术路线
能源化工的新型工艺和技术路线能源和化工产业一直是国家经济发展的两个支柱产业，能源是推动经济快速发展的基石，化工则是支撑各个领域的重要材料。
为了实现可持续发展，能源化工行业也在不断革新与创新，不断研究新型工艺和技术路线，从而降低成本，提高效率。
一、新型分离技术在能源化工行业的应用传统的分离技术主要以蒸汽蒸馏和萃取法为主，但这些技术在工艺过程中不仅耗能大，而且对环境有一定污染。
因此新型分离技术的研究和应用显得尤为重要。
渗透膜技术是一种新型的分离技术，其应用广泛，可应用于水处理、脱盐、纯化等领域。
在能源化工行业中，渗透膜技术也可以应用于气体、液体的分离和纯化。
例如在炼油生产中，可使用微孔分离膜将不同沸点的化学品分离，大幅降低了生产成本。
此外还有一些新型物理化学处理技术，如超临界技术、固体化学处理技术等，这些技术大大降低了化学品的加工难度，延长了产品的寿命。
二、新型反应器技术在能源化工行业的应用传统反应器主要有催化反应器和热漏斗反应器。
但是这些反应器在操作中存在一定的副作用和积存现象，因此新型反应器技术的应用有望在这些问题上有所解决。
微型反应器技术是一种新型反应器技术，其主要特征是能够大幅提高反应效率和反应速率，减少配制时间，并且其能耗也相较于传统反应器大幅降低。
在石油化工行业中，微型反应器已经逐渐取代传统催化反应器成为主流技术。
三、新型能源储存技术在能源化工行业的应用新型能源储存技术是能源化工行业发展的一大趋势。
传统储能技术主要以电池为主，但是由于其能量密度低、使用寿命短、成本高等缺点，导致其无法满足能源化工行业对储存技术的要求。
因此新型能源储存技术的研究和使用显得尤为重要。
超级电容器技术是一种新型能源储存技术，其储能密度高、寿命长、可循环使用等特点，使其在化工储存领域越来越受关注。
在化工生产、储存和运输中，超级电容器模块不仅能解决能量储存问题，而且能快速响应，保障能源供应的持续性。
四、新型智能控制系统在能源化工行业的应用随着技术进步和科技发展，智能化和自动化的生产方式越来越受到重视，在能源化工行业中也不例外。
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姓名:崔婷婷__班级:化工0804学号:08110438_化工分离技术的若干新进展崔婷婷(吉林化工学院化工系, 吉林)摘要:介绍了化工分离过程的几种新技术的原理、适用范围及优点。
并根据其重要性、多样性及复杂性分析并讨论它在过程工业可持续发展中的意义和作用。
关键词：化工分离新技术可持续发展1.概述1.1化工分离过程的重要性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。
一个典型的化工生产装置通常由一个反应器和具有提纯原料、中间产物和产品的多个分离设备组成。
分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，清除有害物并提高收率；另一方面进行分离提纯得到合格的产品并使未反应的循环利用。
此外分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着极其重要的作用。
因此，分离操作在整个化工生产中占有十分重要的地位。
1.2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。
按化工分离过程机理划分，可大致分成5类, 即：生成新相以进行分离（如蒸馏、结晶）。
加入新相进行分离（如萃取、吸收）。
用隔离物进行分离（如膜分离）。
用固体试剂进行分离（如吸附、离子交换）和用外力场或梯度进行分离（如离心萃取分离、电泳）等。
它们的特点和设计方法有所不同，但各有特点和特定的应用场合。
1.3化工分离过程的复杂性化工分离技术十分复杂。
即使对于精馏、萃取这些比较成熟的技术，多组分体系大型设备的设计仍是一项困难的工作。
大型塔器设计、放大的主要困难在于塔内两相流动和传质过程的非理想性。
例如，大型规整填料塔中既存在着纵向混合和径向混合等宏观尺度的流动,也存在界面附近微尺度的涡流、界面和传递过程。
沿用了百余年的平衡级模型虽然简单、直观，但用于多组分分离过程的缺点已显而易见。
许多商用软件功能强大，已在工程设计中得到广泛运用。
但是，多相、多组分传质过程的数学模型尚不完善，这也体现了分离技术的复杂程度。
2.分离过程的新技术2.1 超声波提取技术超声波提取技术[]3（Ultrasound Extraction, UE）是近年来应用到中草药有效成份提取分离的一种最新的较为成熟的手段。
超声波是指频率为20千赫～50兆赫左右的声波，它是一种机械波，需要能量载体—介质—来进行传播。
超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期，在正相位时，对介质分子产生挤压，增加介质原来的密度；负相位时，介质分子稀疏、离散，介质密度减小。
也就是说，超声波并不能使样品内的分子产生极化，而是在溶剂和样品之间产生声波空化作用，导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩，从而使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目标物从固相转移到液相的传质速率。
在工业应用方面，利用超声波进行清洗、干燥、杀菌、雾化及无损检测等，是一种非常成熟且有广泛应用的技术。
2.1.1超声波萃取的原理超声波萃取中药材的优越性，是基于超声波的特殊物理性质。
主要是主要通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固--液萃取分离。
（1）加速介质质点运动。
高于20 KHz声波频率的超声波的连续介质（例如水）中传播时，根据惠更斯波动原理，在其传播的波阵面上将引起介质质点（包括药材重要效成分的质点）的运动，使介质质点运动获行巨大的加速度和动能。
质点的加速度经计算一般可达重力加速度的二千倍以上。
由于介质质点将超声波能量作用于药材中药效成分质点上而使之获得巨大的加速度和动能，迅速逸出药材基体而游离于水中。
（2）空化作用。
超声波在液体介质中传播产生特殊的“空化效应”，“空化效应”不断产生无数内部压力达到上千个大气压的微气穴并不断“爆破”产生微观上的强大冲击波作用在中药材上，使其中药材成分物质被“轰击”逸出，并使得药材基体被不断剥蚀，其中不属于植物结构的药效成分不断被分离出来。
加速植物有效成份的浸出提取。
（3）超声波的振动匀化（Sonication）使样品介质内各点受到的作用一致，使整个样品萃取更均匀。
综上所述，中药材中的药效物质在超声波场作用下不但作为介质质点获得自身的巨大加速度和动能，而且通过“空化效应”获得强大的外力冲击，所以能高效率并充分分离出来。
2.1.2超声波萃取的特点适用于中药材有效成份的萃取，是中药制药彻底改变传统的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工艺。
与水煮、醇沉工艺相比，超声波萃取具有如下突出特点：（1）无需高温。
在40℃－50℃水温F超声波强化萃取，无水煮高温，不破坏中药材中某些具有热不稳定，易水解或氧化特性的药效成份。
超声波能促使植物细胞地破壁，提高中药的疗效。
（2）常压萃取，安全性好，操作简单易行，维护保养方便。
（3）萃取效率高。
超声波强化萃取20～40分钟即可获最佳提取率，萃取时间仅为水煮、醇沉法的三分之一或更少。
萃取充分，萃取量是传统方法的二倍以上。
据统计，超声波在65～70ºC工作效率非常高。
而温度在65ºC度内中草药植物的有效成份基本没有受到破坏。
加入超声波后（在65度条件下），植物有效成份提取时间约40分钟。
而蒸煮法的蒸煮时间往往需要两到三小时，是超声波提取时间的3倍以上时间。
每罐提取3次，基本上可提取有效成份的90%以上。
（4）具有广谱性。
适用性广，绝大多数的中药材各类成份均可超声萃取。
（5）超声波萃取对溶剂和目标萃取物的性质（如极性）关系不大。
因此，可供选择的萃取溶剂种类多、目标萃取物范围广泛。
（6）减少能耗。
由于超声萃取无需加热或加热温度低，萃取时间短，因此大大降低能耗。
2.2膜分离技术膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。
2.2.1膜分离技术优点（1）在常温下进行有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩（2）无相态变化保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8（3）无化学变化典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染（4）选择性好可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能适应性强处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化。
2.3微波萃取技术在传统萃取过程中, 能量无规则地传递给萃取剂, 然后萃取剂扩散到基体物质, 再从基体溶解或夹带多种成分扩散出来。
微波萃取[]3则是利用微波能来提高萃取效率的一种较新技术。
微波是一种频率范围为300-300 000 MHz 的电磁波。
不同物质的介电常数不同, 其吸收微波能的程度不同, 由此产生的热能及传递给周围环境的热能也不相同。
在微波场中, 吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热, 从而使得被萃取物质从基体或体系中分离, 进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较弱的萃取剂中。
2.3.1微波萃取的工艺流程微波萃取的大致工艺流程如下:原料预处理 (清洗、切片或粉碎)→溶剂与物料混合 →微波萃取→过滤 →浓缩 →分离 →萃取成分.2.3.2微波萃取的方法1 常压法即在敞口容器中进行微波萃取,其优点是样品容量大、安全性能好、容器便宜;缺点是原料容易污染、挥发性成分容易损失、有时消解不完全.2高压法指物料在密闭消解罐中进行消解.因为消解罐为密闭容器,消解时产生的高压提高了酸的沸点;密闭时也产生高温提高了反应速度,减少了反应时间;酸也不会损失,节约了酸的用量,减少了酸雾对其他容器的腐蚀. 3连续流动萃取法。
就是将微波在线消解与流动注射联用的方法2.3.3微波萃取的特点微波萃取技术作为一种新型的萃取技术,有着明显的特点.首先,借介质从内部加热萃取,可有效地保护物料中的有效成分,纯度高、萃取率高;其次,对萃取物有高选择性,因其对极性分子的选择性加热从而其选择性地溶出;第三,速度快,省时.传统方法需要几小时或十几小时,而微波萃取只需要几秒到几分钟,可节省50 %～90 %的时间;最后,安全、节能、无污染、生产设备简单、节省投资.3.化工分离技术的可持续发展化工分离技术的不断发展可以加快工业的进步并带动经济的快速发展,但同时也会带来资源的浪费、环境污染以及能源损耗。
所以，为了使化工分离过程更为绿色化、节能化、高效化。
面临新的挑战，人们对化工分离过程的强化提出了更高目标。
越来越多的研究人员认为，化工过程强化的目标不应只停留在使已有设备挤出百分之几的效率，崔婷婷化工分离技术的若干进展而应致力于使过程工业的效率取得大幅度的提高。
化工过程强化不能满足于渐进式的变革，而应致力于在设备的体积、能耗、原材料消耗、产业化的周期和环保等方面使过程和工厂的效率取得重大的突破。
大量实例表明，化工分离过程强化对过程工业的节能减排发挥了重要作用。
因此我们应该研究并开发新型技术，促进化工分离过程的可持续发展。
参考文献【1】刘家祺，化工分离过程.北京：化学工业出版社，2002.04【2】费维扬，宋新月.过程强化及其在消化、吸收引进技术中的应用[J].化学工程（增刊），2004（11）. 【3】汪家鼎, 费维扬. 溶剂萃取的最新进展 [J]. 化学进展. 1995, 7(3): 219-224.【4】蒋维钧,新型传质分离技术.北京:化学工业出版社,1992.10。