化工分離緒論

2023/2/6焦化苯精餾裝置2023/2/6煙氣脫硫吸收塔2023/2/6萃取塔2023/2/6SeparationProcessesinChemicalEngineering

化工分離

過(guò)程教學(xué)內(nèi)容chap1緒論chap2單級(jí)平衡過(guò)程chap3多組分多級(jí)分離過(guò)程分析與

簡(jiǎn)捷計(jì)算chap4多組分多級(jí)分離的嚴(yán)格計(jì)算chap6分離過(guò)程的節(jié)能chap7膜分離和反應(yīng)精餾2023/2/6第一章

緒論§1.1

分離工程的研究

內(nèi)容和重要性

§1.2

分離過(guò)程的特

征與分類

§1.3分離因子2023/2/6§1.1分離工程的研究

內(nèi)容和重要性20世紀(jì)初(化工單元操作的概念)

20世紀(jì)中葉(分離工程理論的形成和完善)

20世紀(jì)后期(分離應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬與推廣)一、化工過(guò)程

原料預(yù)處理反應(yīng)粗產(chǎn)品產(chǎn)品精制三廢2023/2/6化工過(guò)程的特點(diǎn)：以物料的物理和化學(xué)變化及加工處理為特征的過(guò)程。（化工廠的心臟）（化工廠的嘴和消化系統(tǒng)）二、分離過(guò)程的重要性

1、預(yù)處理：分離可以保證原料的純度，避免催化劑中毒；2、反應(yīng)產(chǎn)物的分離：粗產(chǎn)品一般為混合物反應(yīng)器分離設(shè)備兩類關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)物未反應(yīng)物副產(chǎn)物2023/2/6例1：乙烯水合生產(chǎn)乙醇1-固定床催化反應(yīng)器；2-分凝器；3、5、9-吸收塔；4-閃蒸塔；6-粗餾塔；

7-催化加氫反應(yīng)器；8-脫輕組分塔；10-產(chǎn)品塔涉及分離過(guò)程：吸收：3、5、9；

精餾：6、8、10；閃蒸：4；分凝器：2乙烯93%產(chǎn)品廢水乙醚12345678910水循環(huán)乙烯水放空放空水氫水廢水2023/2/6化工廠中分離設(shè)備投資約占總投資的50～90％！??！2023/2/6魯西化工集團(tuán)2023/2/6三、分離工程的研究?jī)?nèi)容

分離過(guò)程：將一混合物轉(zhuǎn)變組成互不相同的兩種或幾種產(chǎn)品的那些操作分離工程：研究過(guò)程工業(yè)中物質(zhì)分離與提純的工程學(xué)科。研究目的：

①

選擇好的分離方法、流程和操作條件；

②

分離裝置的選型與設(shè)計(jì)。Ex：2023/2/6§1.2分離過(guò)程的特征與分類一、分離過(guò)程的特征

分離過(guò)程為熵減小的過(guò)程，不能自發(fā)進(jìn)行，要使其進(jìn)行，必須外界對(duì)其做功（施加分離劑）分離劑能量(ESA)物質(zhì)(MSA)熱、離心力、如：過(guò)濾介質(zhì)、吸附劑、如：吸收劑、離子交換樹(shù)脂電壓力、2023/2/6混合物（氣、液、固）分離裝置產(chǎn)品1產(chǎn)品2產(chǎn)品n能量分離劑ESA質(zhì)量分離劑MSA極限程度＝熱力學(xué)分離速率＝動(dòng)力學(xué)2023/2/6二、分離過(guò)程的分類

1

根據(jù)分離劑不同(1)

能量分離劑過(guò)程：

精餾、(2)

質(zhì)量分離劑過(guò)程：

蒸發(fā)、干燥、電泳如吸收、吸附、過(guò)濾如2

根據(jù)原料物流的狀態(tài)

(1)

機(jī)械分離：

過(guò)濾、旋風(fēng)分離、如沉降、離心分離處理對(duì)象：非均相混合物特點(diǎn)：相間無(wú)物質(zhì)傳遞(2)

傳質(zhì)分離：（本課程重點(diǎn)討論的內(nèi)容）特點(diǎn)：相間有質(zhì)量傳遞，可以在均相中進(jìn)行，也可以在非均相中進(jìn)行。2023/2/6A、平衡分離（蒸餾、吸收、吸附、萃取、離子交換等）包括：氣液傳質(zhì)過(guò)程（蒸餾、吸收）；液液傳質(zhì)過(guò)程（萃?。粴夤虃髻|(zhì)過(guò)程（吸附）；液固傳質(zhì)過(guò)程（離子交換、浸?。?duì)象：處于不同相態(tài)分離依據(jù)：利用兩相平衡組成不等的原理均相混合物SA兩相2023/2/6B、速率控制分離包括：膜分離（如反滲透RO、超濾UF、微濾MF

）；場(chǎng)分離（如電泳）；對(duì)象：處于同一相態(tài)分離依據(jù)：利用各組分傳質(zhì)速度的差異我們要重點(diǎn)掌握的是傳質(zhì)分離中的平衡分離2023/2/6總趨勢(shì)：

多樣化、精細(xì)化、潔凈化（環(huán)境友好）。

三、發(fā)展趨勢(shì)1）傳統(tǒng)分離技術(shù)改造：如精餾篩板塔改造為效率更高的填料塔。2）新型分離過(guò)程開(kāi)發(fā)：如膜分離、反膠團(tuán)萃取、超臨界萃取等。3）分離與反應(yīng)耦合以及分離過(guò)程之間的耦合：如反應(yīng)精餾、吸附精餾、膜精餾等。2023/2/6§1.3分離因子分離因子理論分離因子（固有分離因子）：表示分離難易實(shí)際分離因子：表示分離程度受平衡組成、傳質(zhì)速率、設(shè)備結(jié)構(gòu)、分離流程等的影響產(chǎn)品1產(chǎn)品2指處于相平衡狀態(tài)的分離程度固有分離因子是根據(jù)相平衡計(jì)算的，實(shí)際分離因子與固有分離因子的差異用板效率表示。2023/2/62.

吸收

（其中A為吸收質(zhì)，B為惰性組分）若B不溶于S

中，＝0，最理想情況3.

萃取

選擇性系數(shù)1.

精餾相對(duì)揮發(fā)度2023/2/6反膠團(tuán)萃取2023/2/6超臨界流體，是介于氣液之間的一種既非氣態(tài)又非液態(tài)的物態(tài)，這種物質(zhì)只能在其溫度和壓力超過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)才能存在。超臨界流體的密度較大，與液體相仿，而它的粘度又較接近于氣體。超臨界流體是一種十分理想的萃取劑。超臨界CO2流體萃取