化工分离工程01

分离工程:吴刚强

■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

♦简捷和严格计算方法

学生应掌握:

♦分离过程的基本理论

♦强化、改进操作途径

♦对新分离技术有一定了解

教材：面向21世纪课程教材:

刘家祺•分离过程.北京:化学工业出版社, 2002

主要参考书：

陈洪飭，刘家祺•化工分离过程•北京:化学工业出版社,1995

过程主编

I

第一章绪论

■ 1・1分离过程在工业生产中的地位和作用

-1.2传质分离过程的分类和特征

学习方法与要求

1.1分离过程在工业生产中的地位和作

用

1・1分离过程在化工生产中的重要性1.fe 分离过程在清洁工艺中的地位与作用

■例仁乙烯水合生产乙醇E 放 &

1-固定床催化反应器;2•分凝

器;

3、5、9-吸收塔;4•闪蒸

塔;

6•粗憎

塔;

7•催化加氢反应器；8-脱轻组分塔；10-产品塔

例2：二甲苯生产

• 原料：石脑油沸程120-230K •加氢重整后得到：轻油非芳桂 1

卄 卄_卄

I 目的产物为

本甲本—甲本

，对二甲苯

高级芳姪

•涉及到分离过程：精f 留：4、7、8

萃取：5、6 结晶：10

•特点

总结:

•反应产物的提纯］•> : I

•药物的精制和提纯

•精选金属的提取

•食品除水、除毒；病毒分离、；同；

I立数分离；；；；；；；；

•三废处理返^

1.1.2分离过程在清洁工艺中的地位与作用

清洁工艺：生产工艺和防治污染有机的结

合，将污染物减少或消灭在工艺过程中。

——面向R世纪社会和经济可持续发展

的重大课题。

化学工业污染来源:

■未回收的原料

;■未回收的产品

;■有用和无用的副产

g ■原料中的杂质

■工艺的物料省耗

清洁工艺终合考虑：

•合理的原料选择；

•反应路径的清洁化;

•物料分离技术的选择；

•确定合理的流程和工艺参数。核心=化学反应

反应工前矍最小化首先考虑催化剂'

与化工分离过程密切相关的有:

•降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、回收利用率、循环利用率;

•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;

•采用生产装置的闭路循环技术;

•处理生产中的副产物和废物，使之减少和消除对环境的危害;

•研究、开发和采用低物耗、低能耗、高效率的

“三废”治理技术。

闭路循环系统：

将过程所产生的废物最大限度地回收和循环使用。亠_

1—单元过程；2—处理

实现分离与再循环系统使废物最小化的方法: •废物直接再循环

例：废水

•进料提纯

例：氧化反应采用纯氧

•除去分离过程中加入的附加物质

例：共沸剂、萃取剂

•附加分离与再循环系统

例：分离废物中的有效物，循环使用

上述原因促使：

传统分离过程不断改进和发展

例：反应精f留；吸附；...

新分离方法不断出现和实现工业化应用例：膜分离；热扩散；色层分离；…

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1.2传质分离过程的分类和特征一类：机械分离

特点：被分离物为非均相

简单的将混合物分开

如：过滤、沉降

二类：传质分离

包含：平衡分离过程；速率控制分离

特点：被分离物为均相化工原理内容

1.2传质分离过程的分

类和特征

■1.2.1平衡分离过程

■1.2.2速率分离过程

返叵1.2.1平衡分离过程

分离媒介

分离媒介：能量、物质、压力

平衡分离过程一一借助分离媒介，使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等

同的分配为依据而实现分配。

1.2.2速率分离过程

膜分离

热扩散

厂率分离:

在某种推动力（浓度差、压

力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。

微孔过滤（MF）：

目的：溶液脱离子，气体脱离子

推动力：压力差（〜lOOkPa）传递机理：筛分膜类型：多孔膜

超滤（UF）：

目的：溶液脱大分子，大分子溶液脱小分子，大分子分级。

推动力：压力差（100〜lOOOkPa）

传递机理：筛分

膜类型：非对称性膜

反渗透（RO）：

目的：溶剂脱溶质，含小分子溶质溶液浓缩。

盐

水传递机理：优先吸附毛细管流动溶解、扩散模型

膜类型：非对称性膜或复合膜

渗析(D):

目的：大分子溶质溶液脱小分子，小分子溶质溶液脱大分子。

净化液

料

推动力：浓度差

传递机理：筛分、微孔膜内的受阻扩散透过物：小分子溶质或较小的溶质截留物：截留＞0.02um离子、截留血液＞0.005um 离子

膜类型：非对称性膜或离子交换膜