化工分离工程[1]

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化工分离工程[1]
n 其他：
n 食品、乳品和饮料工业 n 材料工业 n 生化工业 n 环境保护
n 分离过程的重要性
n 原料净化 n 产品提纯 n 有效组分回收 n 污染物处理
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典型的化工生产装置包括： 反应器；原料、中间产物和产品的分离设备； 泵、换热器；
化工分离工程
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2020/11/12
化工分离工程[1]
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化工分离工程[1]
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。
化工分离工程[1]
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;
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1.1 概 述
什么是分离过程？ 纯组分变成混合物，是熵增自发过程，反之， 混合物变成纯净物则需作功。
混合物 （气、液、固） 分 离 过 程
产品1 产品2 产品n
能量分离剂 ESA 物质分离剂 MSA
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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。
化工工艺学、化工过程分析与模拟
教材：
邓修，吴俊生.化工分离工程. 科学出版社，2000.
参考书：
刘家祺 主编.分离过程.化学工业出版社,2002.
陈洪纺 刘家祺.化工分离过程.化学工业出版社, 1995.
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J D Seeder, E J Henley. Separation Process Principles. 化学 工业出版社，2002.
n 炼油和石油化工过程紧密结合，各种分离操作 是其生产过程必不可少的组成部分。
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n 蒸馏是炼油和石油工业中最主要的分离 操作过程之一。常压蒸馏和减压蒸馏按 照沸程不同进行石油产品分离；
n 除此以外，萃取用于溶剂脱蜡，润滑油 精制，溶剂脱沥青和芳烃抽提等；吸附 用于分子筛脱蜡、C8芳烃分离、烯烃和 烷烃的分离等。
通过本课程的学习，要求我们
1）正确理解化工分离工程的有关基本概念和理论； 2）理解各概念之间的联系和应用； 3）掌握化工分离工程的基本计算方法； 4）能够理论联系实际，灵活分析和解决工分离工程[1]
先修课程：
物理化学、化工热力学、化工原理
同时进行的课程：
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n 医药工业：
n 分离技术在保证药物生产及其质量中起着关键 作用；
n 抗生素等发酵类医药产品的生产中，大量应用 着过滤、萃取、吸附、膜分离、离子交换、结 晶、干燥等分离技术；
n 在天然药物（如中药等）生产现代化过程中， 超临界萃取、膜分离、先进的过滤、结晶、干 燥等分离技术有用武之地。
原料 预处理 反应 分离 粗产品 精制 产品
分离工程
三废处理
分离贯穿化工过程，占有十分重要的地位。 分离过程的费用占总投资的50～90％。
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二、分离过程的分类
（一）分离过程的分类 级数： 单级、多级
相态： 固—固、固—液、固—气、气—液、 液—液、气—气
有无传质发生： 机械分离、传质分离
分离剂 热 热
不挥发性液体 不互溶液体
冷或热 固体吸附剂
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WHY
Why Separate?
WHY
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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）
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分离
分离
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主要内容
第1章 绪论 第2章 精馏 第3章 吸收 第4章 液液萃取 第5章 分离过程的节能 第6章 其他分离技术和分离方
法的选择
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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
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n 炼油、石油化工：
n 石油炼制工业通过炼油过程把原油加工为汽油、 喷气燃料、煤油、汽油、燃料油、润滑油、石 蜡油、石油沥青、石焦油和各种石油化工原料 等；
n 石油化学工业以上述原料生产种类极多、范围 极广的各种化学品，例如塑料、合成纤维、合 成橡胶、合成洗涤剂、溶剂、涂料、农药、染 料等；
处理两相以上的混合物 如过滤、沉降、离心分离等。
处理均相混合物
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（二）传质分离过程的分类
按物理化学原理的不同，传质分离可分为：
平衡分离过程： 如精馏、吸收、萃取、结晶、吸附等。 借助分离剂使均相混合物变成两相系统，再利 用混合物中各组分在处于相平衡的两相中的不 等同分配而实现分离。
速率分离过程： 如微滤、超滤、反渗透、电渗析等。 在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电 位差等）的作用下，利用各组分扩散速率的差 异实现分离。
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1）平衡分离过程
过程名称 原 料
蒸发
液体
蒸馏
液体
吸收
气体
萃取
液体
结晶
液体
吸附 气体或液体
干燥
湿物料
浸取
固体
离子交换 液体
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n 冶金工业
n 湿法冶炼中矿物浸取和萃取分离过程——溶剂 萃取法：
n 铀是在工业中第一个使用溶剂萃取法提取和纯 化的金属元素；
n 用溶剂萃取法从铜矿浸取液中提取铜，是二十 世纪七十年代，在湿法冶炼中取得的一项重要 成就；
n 湿法提取过程也用于磷和硼等无机矿产的生产 过程。