化工分离过程讲义第1讲

分离过程在工业生产中的地位和作用
无论化学、石油、冶金、食品、轻工、医药、生化和原子能等工业 都广泛应用分离过程。古代煤用于直接燃烧, 为饮食和取暖。炼焦工业的 兴起 , 使得煤经干馏获得焦炭和煤气 , 煤得到了初步的合理使用。但其副 产煤焦油却长期被看作无用而有毒的废物。直到近代, 发现煤焦油是含有 多种芳香族化合物的复杂混合物(达几百种物质), 用分馏的方法可以使苯、 酚、萘和更复杂的芳香族化合物分开, 才使煤的综合利用臻于完善。同样, 从原油的直接燃烧到把它分馏为溶剂油、汽油、煤油、柴油和重油(沥青) 等各种组分并加以利用和再加工, 直到形成现代庞大的石油炼制和石油化 工体系。都是分离过程成功应用于化工生产的典型例子。干燥过程的应 用遍及各行各业。谷物的含水量从收获时约30%~35%干燥到13%就可延 长储存期一年。食品含水量低于5%, 微生物难以生存, 酶难以作用, 可长 期保持香昧和营养。聚氯乙烯颗粒含水量小于千分之二，可保证聚合加 工成型时不出现气泡和增加塑料制品的强度。此外, 建材、木材、布匹、 纸张、皮革、药物、油漆等等无不涉及干燥。据统计, 仅化工产品就有20 万种以上需要干燥作业。
产品1 产品2 产品n
能量分离剂 ESA 物质分离剂 MSA
借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级（Fractionalization）、浓 缩（Concentration）、富集（Enrichment）、纯化（Purification）、精制 （Refining）与隔离（Isolation）等的过程称为分离过程。
聚苯乙烯 聚丙烯
丁苯橡胶
甘油
C5馏分
苯酚 丙酮 正丁醇
辛醇
乙烯装置工艺流程图
分离过程的地位和作用
1、化工反应过程中未反应的原料 2、化工生产过程中未能完全回收的产品 3、化工生产中有用和无用的副产物 4、化工原料中的杂质 5、化工工艺中的物料损耗等等
分离过程在工业生产中的地位和作用
分离过程是将混合物分成组成相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是由一个反应器（有时多于一 个）和具有提纯原料、中间产物和产品的多个分离设备以及机、泵、 换热器等构成。分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原 料，清除对反应或催化剂有害的杂质，减少副反应和提高收率；另 一方面对反应产物进行分离提纯以得到合格的产品，并使未反应的 反应物得以循环利用。此外，分离操作在环境保护和充分利用资源 方面起着特别重要的作用。因此，分离操作在化工生产中占有十分 重要的地位，在提高生产过程的经济效益和产品质量中起举足轻重 的作用。对大型的石油工业和以化学反应为中心的石油化工产生过 程，分离装置的费用占总投资的50~90%。
分离工程的地位
化学工程学科专业知识体系
基础理论体系
无机化学,有机化学,生物化学,分析化学, 物理化学,高等数学,工程数学,物理学等
化
学
化学动力学及热力学
工
程
专业基础理论体系
化工原理
学
化工传递过程
科
专业基础理论及专业
化学反应工程
专业课程体系
化工热力学 化工分离工程
化工系统工程
化
学
过程的平衡,限度
化工分离工程
第一讲 绪论
主要内容
化学工业与化工过程 分离过程在化工生产中作用 分离过程的分类及特征 本课程的教学目的及要求
化工分离技术发展简述
化工分离技术是随着化学工业的发展而逐渐形成和发展 的。现代化学工业开始于18世纪。当时，纯碱、硫酸等无机 化学工业成为现代化学工业的开端。19世纪以煤为基础原料 的有机化工发展起来。开始涉及分离问题，如苯、甲苯、酚 等化学品提纯应用了吸收、蒸馏、过滤、干燥等分离操作。 19世纪末，20世纪初石油炼制的发展促进了化工分离技术的 成熟与完善。进入20世纪70年代以后，化工分离技术更加高 级化，应用也更加广泛。同时，化工分离技术与其它科学技 术相互交叉渗透产生一些更新的边缘分离技术，如生物分离 技术、膜分离技术、环境化学分离技术、纳米分离技术、超 临界流体萃取技术等等。
石油炼制过程基本流程
石油化工过程框图
CO+H2 甲烷
石油炼制
裂解汽油
石脑油
乙烯裂解炉
轻柴油
丁二烯抽提
Cl2
食盐
氯碱装置
H2 CO+H2 空气 空气分离
烯
烯
丙
乙
甲醇合成 芳烃抽提 低压聚乙烯 氯乙烯
C4馏分 环氧氯丙烷
苯酚丙酮 丁辛醇 合成氨 烧碱
苯
对二甲苯
邻二甲苯 HD聚乙烯 乙二醇
苯乙烯
聚氯乙烯
化工热力学研究的问题
工
化学动力学研
程
究化学反应的
学
动力学规律
科
化学动力学
的
反应过程
和反应工程
两
研究的问题
化学反应工程
个
研究实现过程
基 本
过程的速度
的设备 传递过程研究
问 题
物理过程
单元操作和 传递过程研
过程的速率与 传递机理
究的问题
单元操作侧重
分离工程研来自百度文库应用质量传递原理实现组分分离
过程的设备与
的基本原理及工程化问题
化工过程
化学反应过程
化工生产核心
原料的预处理
物理处理过程 （单元操作）
产品的加工
分离过程（Separation Processes)
The separation process is a chemical engineering units to Separate chemical mixtures into their constituents
工程问题
分离过程在化工过程中的作用
为化学反应过程提供符合要求的原料，清除对反应和催化剂有害的杂质，减 少副反应的发生，提高产品的收率。
对化学反应中的反应产物进行分离提纯，得到合格的各种化工产品，同时使 未反应的反应物循环利用
分离过程在环境保护和充分利用资源、实现可持续发展方面也具有重要的作 用。
化学工业
对原料〔如石油，煤等〕原料进行化
学或物理加工加工，改变物质的结构或组 成，或合成新物质,获得各种有用产品的制 造工业．
化工过程 (Industry Chemical Processes)
Chemical process is is a chemical engineering units in which raw materials are changed or separated into usefull products
分离过程（Separation Processes)
两种或多种物质的混合过程是一个自发过程，而将混合物分离须采用分离手 段并消耗一定的能量或分离剂，分离技术系指利用物理，化学或物理化学等基本 原理与方法将某种混合物分离成两个或多个组成彼此不同的产物的一种单元过 程．
混合物 （气、液、固） 分 离 过 程