化工分离工程

化工分离工程 011. 引言化工分离工程是化工领域的重要分支之一，它涉及到物质的分离、净化和纯化等工艺过程。

本文将介绍化工分离工程的基本概念、分类、应用领域、工艺流程以及一些常用的分离技术。

2. 分离工程的基本概念分离工程是指根据物质的物理性质、化学性质或者两者的组合，将混合物中的组分进行分离的过程。

分离工程的基本任务是提高混合物中目标组分的纯度，并且尽可能地提高分离效率。

3. 分离工程的分类分离工程可以按照不同的分类标准来进行分类。

根据物质的性质，分离工程可以分为物理分离和化学分离两大类。

物理分离是根据物质的物理性质进行分离，包括蒸馏、吸附、萃取等技术；化学分离是根据物质的化学性质进行分离，如化学反应、化学析出等技术。

4. 分离工程的应用领域4.1 化工生产中的应用化工分离工程在化工生产中起着至关重要的作用。

通过分离工程，可以将原材料中的有用组分与杂质分离开来，从而提高产品的质量和产量。

例如，在石油炼制过程中，通过蒸馏工艺可以将原油中的轻质烃类和重质烃类分离出来，得到汽油、柴油等产品。

4.2 环境保护中的应用分离工程也广泛应用于环境保护领域。

例如，在废水处理过程中，可以通过吸附、离子交换等分离技术，将废水中的污染物与清水进行分离，从而净化废水，保护环境。

4.3 生物医药领域的应用化工分离工程在生物医药领域也有广泛的应用。

例如，在药物研发过程中，可以通过分离工程将混合物中的有效药物分离出来，提高药物的纯度和活性，从而提高药物的疗效。

5. 分离工程的工艺流程分离工程一般包括前处理、主分离和后处理等环节。

前处理是指对混合物进行预处理，如去除杂质、调整溶剂比例等；主分离是指将混合物中的目标组分与杂质分离开来；后处理是指对分离后的产物进行处理，如晶体过滤、溶剂回收等。

不同的分离工程可以采用不同的工艺流程，具体的流程可以根据混合物的特性和目标要求进行设计。

6. 常用的分离技术6.1 蒸馏蒸馏是一种基于组分的挥发性差异进行分离的技术。

化工分离工程第一章绪论1.1概述1.1.1 分离过程的发展与分类随着世界工业的技术革命与发展,特别是化学工业的发展,人们发现尽管化工产品种类繁多,但生产过程的设备往往都可以认为是由反应器、分离设备和通用的机、泵、换热器等构成。

其中离不开两类关键操作:一是反应器,产生新物质的化学反应过程,其为化工生产的核心;-其中离不开两类关键操作:一是反应器,产生新物质的化学反应过程,其为化工生产的核心;-于是研究化学工业中具有共同性的过程和设备的规律,并将之运用于生产的“化学工程”这一学科应运而生。

分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。

机械分离过程的对象都是两相或两相以上的非均相混合物,只要用简单的机械方法就可将两相分离,而两相间并无物质传递现象发生传质分离过程的特点是相间传质,可以在均相中进行,也可以在非均相中进行。

传统的单元操作中,蒸发、蒸馏、吸收、吸附、萃取、浸取、干燥、结晶等单元操作大多在两相中进行。

依据处于热力学平衡的两相组成不相等的原理,以每一级都处于平衡态为手段,把其他影响参数均归纳于效率之中,使其更符合实际。

它的另一种工程处理方法则是把现状和达到平衡之间的浓度梯度或压力梯度作为过程的推动力,而把其他影响参数都归纳于阻力之中,传递速率就成为推动力与阻力的商了。

上述两种工程处理方法所描述的过程,都称作平衡级分离过程。

分离行为在单级中进行时,往往着眼于气相或液相中粒子、离子、分子以及分子微团等在场的作用下迁移速度不同所造成的分离。

热扩散、反渗透、超过滤、电渗析及电泳等分离过程都属此类,称速率控制分离过程,都是很有发展潜力的新分离方法。

综上所述,分离过程得以进行的基础是在“场”的存在下,利用分离组分间物理或化学性质的差异,并采用工程手段使之达到分离。

显然,构思新颖、结构简单、运行可靠、高效节能的分离设备将是分离过程得以实施乃至完成的保证。

1.1.2 分离过程的地位广泛的应用、科技的发展、环境的需要都说明分离过程在国计民生中所占的地位和作用,并展示了分离过程的广阔前景:现代社会离不开分离技术,分离技术发展于现社会。

化工分离工程第一讲绪论主要内容化学工业与化工过程分离过程在化工生产中作用分离过程的分类及特征本课程的教学目的及要求化工分离技术发展简述化工分离技术是随着化学工业的发展而逐渐形成和发展的。

现代化学工业开始于18世纪。

当时，纯碱、硫酸等无机化学工业成为现代化学工业的开端。

19世纪以煤为基础原料的有机化工发展起来。

开始涉及分离问题，如苯、甲苯、酚等化学品提纯应用了吸收、蒸馏、过滤、干燥等分离操作。

19世纪末，20世纪初石油炼制的发展促进了化工分离技术的成熟与完善。

进入20世纪70年代以后，化工分离技术更加高级化，应用也更加广泛。

同时，化工分离技术与其它科学技术相互交叉渗透产生一些更新的边缘分离技术，如生物分离技术、膜分离技术、环境化学分离技术、纳米分离技术、超临界流体萃取技术等等。

化学工业对原料〔如石油，煤等〕原料进行化学或物理加工加工，改变物质的结构或组成，或合成新物质获得各种有用产品的制造工业．化工过程Industry Chemical Processes Chemical process is is achemical engineering units inwhich raw materials are changedor separated into usefullproducts 化学反应过程化工生产核心化工过程原料的预处理物理处理过程（单元操作）产品的加工分离过程（Separation Processes The separationprocess is a chemicalengineering units toSeparate chemicalmixtures into theirconstituents 分离过程（Separation Processes 两种或多种物质的混合过程是一个自发过程，而将混合物分离须采用分离手段并消耗一定的能量或分离剂，分离技术系指利用物理，化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分离成两个或多个组成彼此不同的产物的一种单元过程．混合物产品1 分离过程产品2 （气、液、固）产品n 能量分离剂ESA 物质分离剂MSA 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。

化工原理分离工程知识点化工原理分离工程是化学工程中的一个重要分支，涉及到物质的分离、提纯和纯化等工艺。

分离工程的目的是通过物理或化学手段，将混合物中的不同成分分开，以满足产品质量要求，并实现资源的合理利用。

下面将介绍一些关于化工原理分离工程的知识点。

1.分离工程的分类：-相平衡分离工程：利用物理性质（如沸点、溶解度等）不同的物质在相平衡时的差异进行分离，包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等。

-膜分离工程：利用半透膜对混合物进行分离，包括逆渗透、超滤、气体渗透等。

-色谱分离工程：利用分子在固定相上的吸附与解吸作用的不同，进行分离，包括气相色谱、液相色谱等。

-离子交换分离工程：利用离子交换剂对混合物中的离子进行选择性吸附和解吸，包括离子交换层析、电渗析等。

-超临界流体分离工程：利用超临界流体对混合物进行溶解和脱溶，包括超临界流体萃取、疏水液相色谱等。

2.蒸馏：-原理：利用混合物中组分的不同沸点差异，将其在不同温度下从液相转变为蒸汽相，再通过冷凝收集纯净的成分。

-分类：常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、萃取蒸馏等。

-应用：石油分馏、酒精提纯、药物合成等。

-原理：利用两个不相溶液体相之间的互溶性差异，将所需组分从一个相转移到另一个相中，实现分离和纯化。

-分类：液液萃取、固液萃取、溶剂萃取等。

-应用：食用油提取、天然产物提纯、有机物合成等。

4.结晶：-原理：利用溶液中物质浓度的变化，在适当的条件下使溶质以晶体形式析出，实现分离和纯化。

-分类：汽提结晶、真空结晶、冷结晶等。

-应用：糖类、盐类、有机物的制备和纯化等。

5.吸附：-原理：利用固体表面对一些组分的选择性吸附作用，实现分离和纯化。

-分类：气相吸附、液相吸附、离子交换等。

-应用：含油气分离、环保废气处理、污水处理等。

6.膜分离：-原理：利用半透膜对混合物进行分离，使其中的一些组分通过膜而其他组分被截留。

-分类：逆渗透、超滤、气体渗透等。

-应用：海水淡化、废水处理、气体分离等。

化工分离工程知识点化工分离工程是化工工程中的一个重要领域，其主要任务是将混合物中的不同物质按照一定的条件和方法进行分离，以得到纯净的物质。

分离工程在化工生产中起着至关重要的作用，可以帮助提高产品的纯度、品质和收率，同时也可以实现资源的高效利用。

在化工分离工程中，有许多重要的知识点，下面将对其中的一些重要知识点进行详细介绍。

1.分离原理在化工分离工程中，常用的分离原理包括蒸馏、结晶、吸附、萃取、膜分离、离子交换等。

其中，蒸馏是最常用的一种分离方法，它利用不同物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。

结晶则是通过溶解度的差异将混合物中的成分分离出来。

吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离。

萃取是利用两种不相溶的溶剂将混合物中的成分进行分离。

膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离。

离子交换则是通过离子交换树脂将混合物中的离子进行分离。

2.蒸馏工程蒸馏是常用的分离方法之一，其主要原理是根据物质的沸点差异将混合物中的成分进行分离。

在蒸馏工程中，常见的设备包括塔式蒸馏塔、板式蒸馏塔、换热器、冷凝器等。

蒸馏工程的优点是操作简单、技术成熟、分离效果好，适用于对物质纯度要求较高的情况。

3.结晶工程结晶是将溶液中的溶质通过结晶过程沉淀出来的分离方法，其主要原理是通过温度变化或添加结晶剂来控制溶质的溶解度，从而实现溶质的分离。

在结晶工程中，通常使用的设备包括结晶槽、结晶釜、过滤机等。

结晶工程的优点是生产操作简单、设备投资较小、适用于对纯度和晶体形态要求较高的情况。

4.吸附工程吸附是利用吸附剂对混合物中的组分进行吸附而实现分离的方法，其主要原理是通过吸附剂表面的吸附作用将目标成分从混合物中吸附出来。

在吸附工程中，常用的设备包括吸附塔、吸附柱、吸附剂等。

吸附工程的优点是操作简单、分离效果好、适用于对成分含量要求较高的情况。

5.膜分离工程膜分离是利用半透膜将混合物中的成分进行分离的方法，其主要原理是根据分子大小、形状、电荷等特性使得不同的成分通过膜的选择性渗透从而实现分离。

化工分离工程概述1. 引言化工分离工程是化学工程中一项重要的技术领域，旨在通过各种分离技术将混合物中的组分分离出来，以获得纯度较高的化学品或纯净的溶剂。

分离工程在各个化工过程中起到关键作用，广泛应用于石油、化工、食品、医药等行业。

本文将对化工分离工程的概念、分类和常见的分离技术进行概述。

2. 化工分离工程的概念化工分离工程是指通过物理或化学方法，将化学反应或物理混合造成的组分相互分离的过程。

其目的是将混合物中的有用组分或纯度较高的物质分离出来，以满足工业生产中对纯净产品的需求。

化工分离技术不仅可以分离混合物中的两种或多种组分，还可以进行多级分离，使得产品的纯度更高。

3. 化工分离工程的分类化工分离工程根据不同的分离原理和应用领域可以分为多个分类，常见的分类包括以下几种：3.1 蒸馏分离蒸馏分离是化工中常用的分离技术之一，基于组分的汽液平衡和挥发性的差异，利用液体的汽化和冷凝过程实现组分的分离。

根据不同的蒸馏方式，可以将蒸馏分离分为常压蒸馏、减压蒸馏和精馏。

蒸馏分离广泛应用于石油精制、石油化工、化学制药等领域。

3.2 溶剂萃取分离溶剂萃取分离是利用两种不相溶的液体之间的亲疏性差异，将目标成分从一种溶液中分离出来的分离技术。

溶剂萃取分离通常涉及两个相，即萃取相和被萃取相。

常见的溶剂萃取方法有液液萃取、气液萃取和固液萃取。

溶剂萃取广泛应用于化工中的萃取、提纯和纯化过程。

3.3 结晶分离结晶分离是利用溶质在溶剂中的溶解度随温度变化的特点，通过控制温度和压力的变化，使溶质从溶液中结晶出来的分离技术。

结晶分离通常包括普通结晶、循环结晶和反溶剂结晶等方法。

结晶分离广泛应用于食品加工、医药制造等行业。

3.4 吸附分离吸附分离是一种将混合溶液中的目标物质吸附到固体吸附剂表面从而分离的技术。

吸附分离常见的方法有吸附柱、吸附塔和吸附床等。

吸附分离广泛应用于环保领域的废气处理、废水处理以及精细化工过程中。

4. 常见的化工分离技术除了以上提到的蒸馏、溶剂萃取、结晶和吸附分离技术外，化工分离工程还涉及其他常见的分离技术，例如萃取、析出、过滤、离心、膜分离等。

绪论一：分离工程在工业生产中的地位和作用：1．分离工程定义：将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作2．化工生产装置：反应器+分离设备+辅助设备（换热器、泵）3．分离工程重要性：（1）纯化原料：清除对反应或催化剂有害的杂质，减少副反应、提高收率。

（2）纯化产品：使未反应物质循环。

（3）环境治理工程：去除污染物。

4．分离工程发展现状：5．分离过程在清洁生产中的地位和作用：废物减少（分离系统有效分离和再循环）废物直接再循环+进料提纯+除去分离过程中加入的附加物质+附加分离与再循环系统二：传质与分离过程的分类和特征：1．过程：（1）机械分离：两相以上的混合物分离（过滤、沉降、离心分离、旋风分离、静电分离）（2）传质分离：均相混合物分离（精镏、吸收、结晶、膜分离、场分离、萃取、干燥、浸取、升华）△平衡分离过程：分离媒介（热、溶剂、吸附剂）使均相混合物变为两相体系，再以混合物中各组分在处于平衡的两相分配关系的差异实现分离。

（精镏、吸收、结晶、萃取、干燥、浸取、升华）△速率分离过程：推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差），组分选择性透过膜，各组分扩散速度的差异实现分离（膜分离、场分离）三：分离过程的集成化：新型1．反应过程与分离过程的耦合：化学吸收、化学萃取、催化精镏、膜反应器2．分离过程与分离过程的耦合：萃取结晶、吸附蒸馏、电泳萃取3．过程的集成：传统分离过程的集成（共沸精镏—萃取、共沸精镏—萃取精镏）传统分离过程与膜分离的集成（渗透蒸发—吸附、渗透蒸发—吸收、渗透蒸发—催化精镏）膜过程集成（微滤—超滤—纳滤—反渗透）第一章蒸馏与精馏§1—1 概述一：蒸馏定义和特点：1．定义：混合物中各组分挥发度差异进行分离提纯。

2．特点：工艺流程短、使用范围广、工艺成熟；但能耗大（汽相再冷凝）二：分类：1．蒸馏方式：闪蒸、简单蒸馏、精馏、特殊精馏、反应精馏2．操作压力：加压蒸馏、常压蒸馏、真空蒸馏3．混合物组分：两组分精馏、多祖分精馏4．操作流程：间歇蒸馏、连续蒸馏三：精馏操作流程：精馏段精馏段提馏段图：连续精馏操作流程图：间歇精馏操作流程1—精镏塔 2—再沸器 3—冷凝器 1—精镏塔 2—再沸器 3—全凝器 4—观察罩 5—贮槽§1—2 简单蒸馏和闪蒸组分挥发度相差较大、分离要求低——预分离一：工艺流程：图：简单蒸馏图：平衡蒸馏（闪蒸）1—蒸馏釜 2—冷凝器 3—接受器 1—加热器 2—节流阀 3—分离器1．简单蒸馏：一次进料，馏出液连续出料（出料浓度逐渐降低），釜残液一次排放——压力恒定、温度变化2．平衡蒸馏：连续进料，连续出料（出料浓度恒定）——压力、温度恒定混合液→加热器→温度＞料液泡点（分离器压力下）→节流阀（降压）→分离器→料液部分汽化、并在分离器中汽液分离（相平衡）二：原理：1．前提条件：理想物系——液相为理想溶液（拉乌尔定律）；汽相为理想气体（道尔顿分压定律）2．原理：汽液共存区饱和蒸汽线(露点线)过热蒸汽区饱和液体线(泡点线)液相区图：苯—甲苯混合液的t—x—y图图：苯—甲苯混合液的x—y图图：简单蒸馏t—x—y图图：平衡蒸馏t—x—y图（1）简单蒸馏：任何瞬间，蒸汽与液相处于平衡。

1.分离过程的分类a机械分离:分离装置中,利用机械力简单的将两相混合物相互分离的过程,相间无物质传质发生.b传质分离:1平衡分离:依据被分离混合物各组分在不互溶的两相平衡分配组成不等的原理进行分离的过程.2 速率控制分离:依据被分离组分在均相中的传质速率差异而进行分离.c 反应分离:利用化学反应将混合物分离.2.膜分离技术:以压力差为推动力,当膜两侧施加一定的压差时,可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜,而微粒.大分子.盐等被膜截留下来,从而达到被分离的目的. 超滤:通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子溶质截留,使这些溶质与溶剂及小分子的组分分离的膜过程.微滤:利用微孔膜孔径的大小,在压差为推动力下,将溶液中大于膜孔径的微粒,细菌及悬浮物质等截留下来,达到除去滤液中的微粒与澄清溶液的目的.3渗透汽化：指利用复合膜对带分离混合物中某组分有优先选择性透过的特点，在膜下游侧负压为推动力下，使料液侧优先渗透组分溶解→渗透扩散→气化通过膜，从而达到混合物分离的一种新型分离技术。

4蒸汽渗透：为气相进料，想变过程发生在进装置前或在膜上游蒸发汽化，在过程中以蒸汽相渗透通过膜；渗透汽化过程的进料为液相，优先吸附组分在膜内溶解扩散，并在膜内的下垂直与组分扩散渗透方向的某一截面或膜下游侧面表面汽化。

5电渗析和膜电解是以电位差为推动力的膜过程，促使带电离子或分子传递通过相应荷电膜而达到溶液中盐分脱除或产物纯化的一种膜分离技术。

6电渗析过程中的传递现象：a反离子传递b同名离子迁移 c 电解质渗析 d 水的渗透e水的分解控制浓差极化 f 水的电渗析 g 压差渗漏7电渗析的浓差极化现象电渗析器在运行过程中，水中的阴离子、阳离子在直流电场的作用下，分别在膜间做定向迁移，各自传递着一定数量的电荷，当采用过大的工作电流时，在膜-液界面上会形成离子耗竭层。

在离子耗竭层中，溶液的电阻会变得相当大，当恒定的工作电流通过离子耗竭溶液层时会引起非常大的电位降，并迫使其溶液中的水分子解离，产生H+和OH-来弥补及传递电流，这种现象称为电渗析极化现象。

第1章绪论引言“分离”对于不同工业领域涉及到不同的过程和功能。

在化学工业、石油炼制和材料加工工业等化工类型工业领域，分离过程可以定义为藉助于物理、化学或电学推动力实现从混合物中选择性地分离某些成分的过程。

分离过程在化工类型工业领域中可谓无所不在。

图1-1 生产过程中的分离操作分离过程可分为机械分离和传质分离两大类:机械分离过程的分离对象是由两相以上所组成的混合物，其目的只是简单地将各相加以分离，例如，过滤、沉降、离心分离、旋风分离和静电除尘等。

传质分离过程用于各种均相混合物的分离，其特点是有质量传递现象发生。

本课程要讨论的是传质分离过程。

1.1 传质分离过程的分类按所依据的物理化学原理不同，工业上常用的传质分离过程可分为平衡分离过程和速率分离过程。

一、平衡分离过程定义：借助分离媒介(如热能、溶剂或吸附剂)，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离。

分离媒介：能量媒介(ESA)或物质媒介(MSA)，有时两种同时应用。

ESA 是指传入或传出系统的热，还有输入或输出的功。

MSA 可以只与混合物中的一个或几个组分部分互溶，常是某一相中浓度最高的组分。

举例：闪蒸和部分冷凝、普通精馏、萃取精馏、共沸精馏、吸收、解吸(含带回流的解吸和再沸解吸)、结晶、凝聚、浸取、吸附、离子交换、泡沫分离、区域熔炼等。

二、速率分离过程定义：在某种推动力(浓度差、压力差、温度差、电位差等)的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速度的差异实现组分的分离。

举例：微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、电渗析、渗透汽化、蒸汽渗透、渗透蒸馏等。

1.2 分离过程的研究和技术开发一、开发低成本氧、氮和稀有气体的分离方法(1) 工业气体的生产使用更有效和更低成本的空气分离方法，开发能提供廉价高纯氧的分离技术。

新方法：∙①采用反应金属络合吸附剂生产氧气；∙②利用高选择性和高通量的膜进行空分；∙③使用专用吸附剂回收稀有气体(如氪或氙)。

化工分离工程知识汇总化工分离工程是化学工程领域中的一个重要分支，其主要目的是通过物理或化学方法将混合物中的组成分离出来，从而获得纯净的产品或者将有害物质去除。

本文将从分离方法、设备、操作技术等方面对化工分离工程的知识进行汇总。

一、分离方法常见的化工分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、结晶、离子交换等。

蒸馏是利用不同物质的沸点差异将混合物中的不同组分分离出来的方法。

它分为常压蒸馏、减压蒸馏和气体液体平衡蒸馏等。

萃取是利用溶剂选择亲和性不同的物质将其从混合物中提取出来的方法。

吸附是利用固体吸附材料选择性吸附混合物中的一些成份的方法。

结晶是通过溶解、结晶和分离过程将溶液中的物质从混合物中分离出来的方法。

离子交换是利用固体材料上的活性基团与混合液中的离子发生交换反应，实现离子的分离的方法。

二、分离设备常见的化工分离设备包括蒸馏塔、吸附塔、萃取塔、结晶器等。

蒸馏塔是进行蒸馏过程的关键设备，其结构和工作原理根据分离目标的不同而异。

吸附塔是用于吸附分离的设备，通常包括填料塔和板塔两种类型。

萃取塔主要用于液液萃取过程，其中常用的设备有萃取塔、倾斜板塔和浮球塔等。

结晶器是用于结晶分离的设备，常见的有搅拌式结晶器和冷却结晶器。

三、操作技术化工分离工程中的操作技术包括物料平衡、热平衡、动力学分析和能耗分析等。

物料平衡是指在分离过程中对物料流量、物料浓度等的平衡计算和控制。

热平衡是指在蒸馏、萃取等过程中对热量的平衡计算和控制。

动力学分析是指对分离过程中反应速率和平衡的研究和分析。

能耗分析是对分离过程中能量转化和损失情况进行评估和分析，以寻找能耗较低的操作条件和改进措施。

四、应用领域化工分离工程在许多化学工业中都有广泛的应用。

例如，在石油化工行业中，蒸馏塔和吸附塔常被用于石油精制和气体分离过程中；在化学制药行业中，结晶器常被用于药物的提纯和分离；在环保领域中，离子交换器常被用于水处理和污水处理过程中的离子去除和分离等。

总结起来，化工分离工程是化学工程中的重要分支，通过不同的分离方法和设备，实现将混合物中的组成分离出来的目的。