化工分离技术论文

《化工分离技术》论文

化工常运用的分离技术

摘要：化工生产当中主要有化学反应和化工分离，化工分离技术一直都是人们研究的热点，主要有多组分精馏，多组分特殊精馏和膜分离技术。

关键词：分离，精馏，特殊精馏，膜分离

作者：高海峰

日期：2011-5-23

正文：多组分精馏

将三个或三个以上组分混合物的精馏称之为多组分的精馏。多组分精馏原理与双组分精馏完全相同。双组分精馏许多概念处理方法也可用于多组分精馏中。

将混合物各组分完全分离称为锐分离。采用简单塔对混合物进行锐分离，分离双组分则有一个方案，采用一个塔，而分离含c个组分的多元混合物则有多个分离流程方案或分离序列。每个序列需要(c-1)个塔。由于每个分离序列对混合物分割点不同，则各塔的处理流量和操作条件均不同，导致生产成本不同，故分离序列存在优选的问题。四个组分混合物精馏分离序列如图6.8.1所示。

按挥发能力递减排序，依次从塔顶分离出A、B、C组分产品，称之为顺序流程，或直接序列。其特点是各组分在分离过程汽化次数最少，故分离能耗较小。如果C组分有毒且腐蚀性较强，为此，b方案较好，将C较早分离出来可减小系统的污染和腐蚀。

（a）

（b）

图 6.8.1 多组分分离序列

特殊精馏

恒沸精馏

原理：若在两组分恒沸也液中加入第三组分（成为挟带剂），该组分能与原料液中的一个或两个组分形成新的恒沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以分离。

被分离物系性质不同，包括几种情况：

分离沸点相近的系统或最高恒沸物

1）夹带剂只与原来系统中一个组分形成二组分最低恒沸物。

2）夹带剂与原来两个组分分别形成二组分最低恒沸物，但两组分恒沸物的沸点相差较大。

3）夹带剂与原来两个组分形成三元最低恒沸物，其恒沸点低于任何一个二组分恒沸物，并且其中所含欲分离的二组分的比例与原混合物的比例不同。

萃取精馏

原理：向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分间的相对挥发度而得到分离。与恒沸精馏不同的是萃取剂不与原料液中任何组分形成恒沸物。

选取萃取剂时主要考虑以下要求：

①选择性强、即能使被分离组分间的相对挥发度产生比较显著的变

化。

②溶解度大，能与任何浓度的原溶液完全互溶，以充分发挥各块塔板上萃取剂的作用。

③本身的挥发性小，使产品中不致混有萃取剂，也易于和另一组分分离。

④其他经济和安全要求。

其他精馏方式

直接蒸汽加热、回收塔（提馏塔）、多股进料、分凝器、间歇精馏、多组分精馏

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。

膜的性质

膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主

要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。

膜分离优点

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

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

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