分离工程ppt课件共52页文档
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上述原因促使:
传统分离过程不断改进和发展 例:反应精馏;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…
化工原 理内容
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
● 原料:石脑油 沸程120~230K
●加氢重整后得到:轻油 非芳烃 苯 甲苯 二甲苯 高级芳烃
目的产物为 对二甲苯
● 特点:
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
沸点℃ 熔点℃
144.411 ﹣25.173
139.104 ﹣47.872
138.351 13.263
● 涉及到分离过程:精馏:4、7、8 萃取:5、6 结晶:10
将过程所产生的废物最大限度地回收和
循环使用。
产品
原
料
1
1
1
废
物 2
废
物 2
排除
2
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
教材: 陈洪钫,刘家祺.化工分离过程.北京:化学工业出版社, 1995
主要参考书: 刘家祺.传质分离过程.北京:化学工业出版社, 2005 刘家祺.分离过程.北京:化学工业出版社, 2002
贾绍义,柴诚敬.化工传质与分离过程.北京:化学工业 出版社, 2000
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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 1.3.分离过程的集成化 1.4.化工分离过程的发展前景
吸
相态 介: 理: 用:
收 蒸
L或V
MSA :
气体或 液体
液体吸收 剂(MSA );加入
挥发度( 蒸汽压) 有较大差
由催化裂化 装置主蒸塔 顶产物中回
出
热量(
别
收乙烷及较
L
ESA)
轻的烃。
萃
取
MSA
或 共
L或V
沸
精
馏
原料
相态 L:
汽、液 或汽液 L 混合物
液体溶剂( MSA)或塔 釜加热(
ESA)
液体共沸剂 (MSA)或 塔釜加热(
目的产 物
总 结:
● 原料的净化与粗分
● 反应产物的提纯
● 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 位数分离
● 三废处理
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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21世纪社会和经济可持续发展的 重大课题。
●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:
例2:二甲苯生产
放
混合二甲苯 循环混合二甲苯
3
H2
空
轻烃类 非百度文库烃
苯和甲苯 芳烃
H2
乙二醇
12
45
9
3 H2
67 8
10 11 13
石脑油 进料
12
重芳烃 对二甲苯
间二甲苯 和邻二甲 苯
1-重整反应器;2、13-汽液分离器;3-压缩机;4-脱丁烷塔;5-萃取塔 6-再生塔;7-甲苯塔;8-二甲苯回收塔;9-冷却器;10-结晶器; 11-异构化反应器;12-熔融塔
平衡分离过程的分离单元操作
原料 分离媒 分离原 工业应
闪
相态: 介: 理: 用:
蒸
减压 挥发度( 海水淡化生
液体
蒸汽压) 产纯水;吸 有较大差 收液的解吸
别
。
原料 分离媒介:
石油裂解气
精
相态: 热量,有时 汽、液 用机械功
的深冷分离 ;苯、甲苯
馏
或汽液 混合物
同上
、二甲苯的 分离。
V
原料 分离媒 分离原 工业应
化工分离过程
本课程的任务和内容
■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
学生应掌握:
◆分离过程的基本理论 ◆简捷和严格计算方法 ◆强化、改进操作途径 ◆对新分离技术有一定了解
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11、用道德的示范来造就一个人,显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的,对谁都一视同仁。在每件事上,她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由,因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样,法律和法律都是相互依存的。——伯克
乙
烯
循环乙烯
放 空
水
水
放 空水
氢
12
C 2H 4H 20 C 2H 5OH
345 6 7
乙
醛
水
93% 产品
8 9 10
废水
废水
1-固定床催化反应器;2-分凝器;3、5、9-吸收塔;4-闪蒸塔;6-粗馏塔; 7-催化加氢反应器;8-脱轻组分塔;10-产品塔
涉及分离过程:吸收:3、5、9; 精馏:6、8、10;闪蒸:4
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 原料中的杂质 工艺的物料省耗
废物最小化?
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
——废物最小化首先考虑催化剂、 反应工艺和设备。
与化工分离过程密切相关的有:
1.1 分离过程在工业生产中的地位 和作用
1.1.1分离过程在化工生产中的重要 性
1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地 位与作用
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什么叫分离过程?
借助一定的分离剂,实现混合物中的组分 分级、浓缩、富集、纯化、精制与隔离等 的过程。
一般化工生产过程:
煤
石油
化
天然气
工 原
反应
分离
产 品
生物质
料
例1:乙烯水合生产乙醇
ESA)
改变原溶 液的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离芳烃 ;以醋酸丁 酯作共沸剂 从稀溶液中 分离醋酸。
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
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1.2.1 平衡分离过程
混合物 分离设备
产品
分离媒介
分离媒介:能量、物质、压力 平衡分离过程——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。