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分离工程ppt课件

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分离工程(邓修)1 绪论34页PPT

分离工程(邓修)1 绪论34页PPT
Why Separate?
WHY
一、分离过程的地位
化工生产
反应（Reactive）
分离
萃取物 （Extractive Natural raw material）
配制（Formulation）
分离 分离
炼油、石油化工：
石油炼制工业通过炼油过程把原油加工为汽油、 喷气燃料、煤油、汽油、燃料油、润滑油、石 蜡油、石油沥青、石焦油和各种石油化工原料 等；
分离工程(邓修)1 绪论
化工分离工程
Chemical Separation Engneering
主要内容
第1章 绪论 第2章 精馏 第3章 吸收 第4章 液液萃取 第5章 分离过程的节能 第6章 其他分离技术和分离方
法的选择
第1章 绪论
1.1 概述 1.2 分离因子 1.3 过程开发及方法 1.4 分离方法的选择
冷或热 固体吸附剂
热 溶剂 固体树脂
产品 液体+蒸汽 液体+蒸汽 液体+气体 液体+液体 液体+固体 固体+液体或气体 固体+蒸汽 固体+液体 液体+固体
分离原理 蒸汽压不同 蒸汽压不同 溶解度不同 溶解度不同
过饱和 吸附力不同 湿组分蒸发 溶解度不同
离子的可交换性
2）速率控制分离过程
过程名称 气体扩散
原料 气体
分离剂 压力梯度和膜
产品 气体
热扩散 气体或液体 湿度梯度
气体或液体
分离原理
多孔膜中扩散的速 率差异
热扩散速率差异
电渗析 电泳
反渗透 超过滤
液体 液体 液体 液体
电场和膜 电场
压力梯度和膜 压力梯度和膜

分离工程ppt课件共52页PPT

分离工程ppt课件共52页PPT

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
●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72
138.351 13.263
● 涉及到分离过程：精馏：4、7、8 萃取：5、6 结晶：10
目的产 物
总 结：
●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：
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。
返回
1.2.2 速率分离过程
膜分离 场分离
速率分离:
利用溶液中不同组分在某 种推动力（浓度差、压力差、 温度差、电位差等）作用下， 经过某种介质（半透膜）时 的传质速率（透过率、迁移 率、扩速率）差异而实现分 离。
吸
相态 介： 理： 用：

分离工程第2章多组分分离基础精品PPT课件

分离工程第2章多组分分离基础精品PPT课件
5
• 设计变量：确定设计中已知变量 • 对于一个只有一处进料的二组分精馏塔，如果
已知进料流率，进料组成浓度，进料状态，塔 压(固有的4个变量)，再规定馏出液浓度A or B ， 釜液回收率A or B 和回流比，则可计算出理论 板数（精馏段和提馏段板数，确定适宜的进料 位置）和冷凝器及再沸器的热负荷。 • 复杂体系
3
2.1.1 设计变量
• （1）设计变量
• 在化工原理课程中，对双组分精馏和单组分吸收 等简单传质过程进行过较详尽的讨论。然而，在 化工生产实际中，遇到更多的是含有较多组分或 复杂物系的分离与提纯问题。
• 在设计多组分多级分离问题时，必须用联立或迭 代法严格地解数目较多的方程，这就是说必须规 定足够多的设计变量，使得未知变量的数目正好 等于独立方程数，因此在各种设计的分离过程中， 首先就涉及过程条件或独立变量的规定问题。
9
• 能量交换数：有热与功的输入和输出，就要增加 相应的能量交换数。
• 系统与环境间能量交换数的确定：有一股热量交 换，增加一个变量数。既有一股热量交换，又有 一股功交换时，应增加两个变量数。
10
• 约束数 Nc
• 约束数可以依靠热力学第一定律和第二定律来计算， 即由物料衡算，热量衡算和平衡关系写出变量之间的 关系式。
调设计变量Na，Nx是指确定进料物流的那些变量
（进料组成和流量）以及系统的压力，这些变量常
常是由单元在整个装置中的地位，或装置在整个流
程中的地位所决定，也就是说，实际上不要由设计
者来指定，而Na才是真正要由设计者来确定的，因 此郭氏法的目的是确定正确Na的值。
8
(2)独立变量与约束数
• 系统的独立变量数由出入系统的各物流的独立变量数 以及系统与环境进行能量交换情况来决定。

化工分离工程PPT课件

化工分离工程PPT课件

7.1.1 分离用膜和膜分离设备
一、膜种类
二
天然膜 生物膜
、
天然物质改性膜 人工膜 无机膜 金属膜
设 备
非金属膜 有机膜 均质膜
微孔膜
管卷板 式式框
式
非对称性膜
复合膜
离子交换膜
➢ 膜性能：
1.分离透过性
a. 透过通量
单位时间通过单位膜面积的物理量。
b. 分离效率 用截留率表示： （R）
截留率：表示膜对溶质的截留能力，可用
操作中：
阳膜中带负电荷的基团“R SO3 ” 吸引溶液中带正电荷的离子，排斥带负电荷 的离子；
阴膜中带正电荷的基团“R N (CH3 )3 ” 吸引带负电荷的离子，排斥带正电荷的 离子
这种现象称：反粒子迁移
即：与膜所带电荷相反的离子穿过膜的现象 称反粒子迁移。
+++++++++++
1
Na
新型分离技术
第一节 膜分离技术 第二节 吸附分离 第三节 反应精馏
第一节 膜分离技术
➢ 膜的作用：
选择渗透
➢ 适用：
1.热敏性物质 ——可常温操作
2.特殊溶液 ——可用于大分子、无机盐、蛋
白质溶液等
第一节 膜分离技术
7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.1.5
分离用膜和膜分离设备 反渗透 超滤与微滤 电渗析 其它膜分离
J — 时间时的渗透通量 kg / m 2 h m — 率减系数（小数）
2. 物化稳定性
强度、耐温、耐压性等
二、分离设备 （1）板框式膜具
↑↑
（2）卷式膜具 由四层组成

《分离工程第二章》课件

《分离工程第二章》课件
污水处理
通过分离工程中的技术手段，将污水中的悬浮物、油、重金属等污 染物进行分离和去除。
大气治理
通过分离工程中的技术手段，将大气中的颗粒物、有害气体等进行 分离和去除。
固废处理
在固废处理中，分离工程用于将固体废物中的不同组分进行分离和回 收。
食品工业领域
食品加工
在食品加工中，分离工程用于分离食品中的不同组分，如牛奶中 的奶油和脱脂品添加剂， 如味精、食用香精等。
食品安全检测
通过分离工程中的技术手段，对食品中的有害物质进行检测和分离 。
其他领域
制药工业
在制药工业中，分离工程用于分离和 纯化各种药物成分。
新能源领域
在新能源领域中，分离工程用于太阳 能电池板制造中的硅片切割和海水淡 化技术中的盐分去除。
脱水
将石油中的水分进行分离，以减少对设备和管道的腐蚀。
化工领域
化学反应
01
通过分离工程中的技术手段，实现化学反应的高效分离和产物
纯化。
精细化工
02
在精细化工中，分离工程用于分离高纯度的化学品，如染料、
农药、医药等。
合成气分离
03
将合成气中的不同组分进行分离，如一氧化碳、氢气、甲烷等
。
环境工程领域
环境工程
与环境工程学科的交叉融合，实现环保与分离工程的有机 结合。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
分离工程的特点
分离工程具有多样性、复杂性、 高效率和高精度等特点，能够实 现混合物中各组分的有效分离、 纯化和精制。
分离工程的重要性
分离工程在工业生产中的应用
分离工程广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域，是实现物质分离纯化的 关键技术之一。

分离工程第七章.ppt

分离工程第七章.ppt
液膜分离：液膜处于料液和接受液两液相之间，由于 选
择透过性，料液中某些组分透过液膜进入接受液，实现组分的 分离。液膜分离又称液膜萃取。
分离工程
膜分离技术
常用的膜组件(module)
板式膜组件——与平板式压滤机相近。结构和操作方式不同；在膜组件中， 液体处于高速流动的以减轻浓差极化。
管式膜组件——由支撑物与过滤膜组成。有内压式和外压式之分。直径 10mm
超滤
酵母细胞 细菌
微滤
分离工程
膜分离技术
几种典型溶质分子大小和对应的膜
分离工程
膜分离技术
各种膜分离过程的分离机理
膜过程
微滤 超滤 纳滤
相 1* 2 LL
LL
LL
反渗透 电渗析 渗析 渗透蒸发 膜蒸馏 气体分离
液膜 膜接触器
LL LL LL
LG
LL
GG
LL
LL GL LG
推动力
压力差 (0.01-0.2MPa)
分子量
溶质
膜分离过程
原子/ 离子范围
小分子范围
0.001 1.0
大分子范围
0.01 10
微粒子范围
0.1 100
大粒子范围
1.0 1000
10.0 10000
100 200 1000
100,000 500,000
盐溶液 金属离子
糖 微溶质
电渗析 扩散渗析 反渗透 气体分离 渗透蒸发
纳滤
渗析
硅胶颗粒 病毒 蛋白质
2005 年 185 135 105 197 271 256 675 2,344
年增长率，% 8 17 13 8 8 9 13 9.7
2000年，美国膜产品的销售额总计14.62亿US$；世界范围内 100亿US$， 而国内销售额仅占0.5%左右。

分离工程第6章分离过程及设备的效率与节能精品PPT课件

分离工程第6章分离过程及设备的效率与节能精品PPT课件

L H m
OL k Aa L
kG，kL为气相、液相总传质系数；A为塔横截 面积；a为填料的有效表面积
14
5）等板高度（HETP）
一块理论板表示由一段填料上升的蒸气与自该段填 料下降的液体互成平衡，等板高度为相当于一个理 论板的分离程度所需的填料层高度
ZNT HETP
等板高度越小，说明填料层的传质效率高，则完 成一定分离任务所需的填料层的总高度可降低。 HETP与填料的类型和尺寸、物性、操作条件、 设备尺寸等因素有关
实际板（级）
板上液相浓度径向分布，液 体入口处浓度高，进入的汽 相各点浓度不相同
达到平衡要无限长时间 影响因素：平衡关系、塔板
结构，流动情况、物性
不均匀流动，各点停留时间 有明显差异 雾沫夹带、漏液和液相夹带 汽相现象等
10
⑵级效率的定义
1）全塔效率
达到指定分离效果所需理论级数与实际级数 的比值，对板式塔又称为总板效率。
15
⑶影响级效率的因素
1）点效率与传质间的关系
16
双膜理论
17
⑶影响级效率的因素
1）点效率与传质间的关系
1 1 1 NOG NG NLA 点效率
EOG1eNO G
NG, NL，P189（6-10）
（6-11）式可经验求 18
美国化工学会（AIChE）对泡罩塔和筛 板塔提出了下列经验式：
N G [0 .7 7 4 .5 6h 6 W 2 7 .23 F 1 7.8 0 7 (l L 4 f4 v)/] S ( C )1 /2
8
塔型
板式塔
筛板塔 泡罩塔
筛板 泡罩 方形
浮阀
条形
填料类型
圆形
填料塔

分离工程 第三章1ppt

分离工程 第三章1ppt

双组分常用图解法
不同点：
多组分常用
简捷法
严格计算法（计算机算）
化工生产实际中，遇到的多是组分数C>2或复杂物系的分 离和提纯问题。 对多组分分离装置的计算，就意味着，涉及到的变量多， 就需要用联立或者迭代法解很多独立方程，并且需要规定足够 多的设计变量，使得未知变量的数目正好等于独立方程数。 到底需要规定多少设计变量才能唯一确定出其他各个物理 量的值？如何去规定设计变量？这通常是分离计算中，第一步 就涉及到的问题。
通常指已约定的关系，或者设备为了达到应有的效果，还需要满足的 关系。如物料间的温度差、压力降的关系式等。 约定的关系，如：物料温度、压力相等。
3.1.1单元的设计变量 Design variables for elements
一个化工流程由很多装置组成，而每个装置又可以分 解为多个进行简单过程的单元。 单元 装置
Overhead vapor
Total condenser
Reflux drum Top stage Bottom stage Feed stage
已知变量 Known variables
规定变量 Specified variables
Feed stream flow rate
A concentration in feed
确定设计变量数遵循的一般原则：
ND = N V - N C
设计变量数 系统的 总变量数 变量之间的 约束关系数
x y z a 举例: x 7 y 2z b
其中： Nv 3 NC 2 则Ni 1
NV ＝出入物流变量数＋能量交换数（热、功）
(1)物流变量数
流程
确定单元的设计变量遵循前述的一般原则即可：

《分离工程第六章》课件

《分离工程第六章》课件

04
分离工程的应用领域
石油工业领域
01
02
03
石油分离
利用分离工程原理，将石 油中的不同组分进行高效 分离，如汽油、柴油、润 滑油等。
油气处理
通过分离技术对油田采出 液进行脱水、脱气和净化 处理，提高采收率和产品 质量。
石油化工
分离工程在石油化工中应 用广泛，如烯烃、芳烃、 合成橡胶等生产过程中的 分离和纯化。
萃取技术在处理放射性废液、提 取植物油、分离石油组分等领域
应用广泛。
吸附技术
吸附技术是利用固体吸附剂对不 同组分的吸附能力差异，实现气
体或液体混合物分离的方法。
吸附剂可以选择具有特定孔径和 表面性质的分子筛、活性炭、硅
胶等。
ห้องสมุดไป่ตู้
吸附技术在气体分离、废气处理 、气体纯化等领域应用广泛，是
一种高效节能的分离技术。
在分离过程中，相平衡原理的应用主要体现在利用物质在不同相态下的溶解度、蒸 汽压等性质差异，通过相平衡计算，确定最佳分离条件。
相平衡原理的应用范围广泛，包括蒸馏、萃取、吸收等分离技术。
传质过程原理
传质过程是物质传递的一种方式，主 要涉及到物质从一相转移到另一相的 过程。
传质过程原理涉及到质量传递的基本 概念和扩散理论，通过了解扩散系数 、传质系数等参数，可以更好地应用 传质过程原理。
高分子膜材料
研究开发具有高渗透性、高选择性的高分子膜材料，用于膜分离 过程。
智能材料
利用智能材料（如形状记忆材料、自适应材料等）实现分离过程 的自动化和智能化。
新型分离技术的研发与推广
新型萃取技术
研究开发高效、低能耗的萃取技术，如反胶团萃取、膜萃取等。
新型吸附分离技术

分离工程课件

分离工程课件

问 题
传递过程
单元操作和 传递过程研
过程的速率与 传递机理
究的问题
单元操作侧重
分离工程研究应用质量传递原理实现组分分离
过程的设备与
的基本原理及工程化问题
工程问题
§ 1.1 分离工程理论的形成和特征
Formation and feature of separation process theory
二、 工业生产中的分离过程
长 的 时 间 隧 道，袅
结束
● 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：
沸点℃ 熔点℃
邻二甲苯
144.411 ﹣25.173
间二甲苯
139.104 ﹣47.872
对二甲苯 138.351 13.263
● 涉及到分离过程： 精馏：脱丁烷塔、甲苯塔、二甲苯回收塔
混合物 （气、液、固） 分 离 过 程
产品1 产品2 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、浓缩、富 集、纯化、精制与隔离等的过程称为分离过程。
分离剂：能量分离剂 ESA 、物质分离剂 MSA
① 能量分离剂 ESA：指传入或传出系统的热及输入 或输出系统的功。闪蒸、冷凝、精馏等。
三、 分离技术的特性
(3) 分离技术的复杂性
缺乏基础物性数据 缺乏大型塔器的可靠设计方法
化工分离技术新的挑战
能源,原料和环境保护
§ 1.2 分离过程的特征与分类
Classification and features of separation process

分离工程--第四章PPT

分离工程--第四章PPT
优点：从所得结果来看，反胶束萃取具有成本低、溶剂 可反复使用、萃取率和反萃取率都很高等突出的优点。 此外，反胶束萃取还有可能解决外源蛋白的降解，即蛋 白质(胞内酶)在非细胞环境中迅速失活的问题，而且由 于构成反胶束的表面活性剂往往具有溶解细胞的能力， 因此可用于直接从整细胞中提取蛋白质和酶。可见，反 胶束萃取技术为蛋白质的分离提取开辟了一条具有工业 开发前景的新途径。
10.1.4 反胶团的溶解作用
由于反胶团内存在微水池，故可溶解氨基酸、肽和蛋白 质等生物分子，为生物分子提供易于生存的亲水微环境。 因此，反胶团萃取可用于氨基酸、肽和蛋白质等生物分 子的分离纯化，特别是蛋白质类生物大分子。关于反胶 团溶解蛋白质的形式，有人提出了四种模型，如图所示。 其中(a)为水壳模型，蛋白质位于水池的中心，周围存 在的水层将其与反胶团壁(表面活性剂)隔开；(b)蛋白 质分子表面存在强烈疏水区域，该疏水区域直接与有机 相接触；(c)蛋白质吸附于反胶团内壁；(d)蛋白质的疏 水区与几个反胶团的表面活性剂疏水尾发生相互作用， 被几个小反胶团所“溶解”。表面性质不同的蛋白质可 能以不同的形式溶解于反胶团相，但对于亲水性蛋白质， 目前普遍接受的是水壳模型。
阴离子表面活性剂形成的反胶束体系，情况正好相反。 此外，离子型表面活性剂的反离子并不都固定在反胶束 表面，对于AOT反胶束，约有30％的反离子处于解离状 态，同时，在反胶束“水池”内的离子和主体水相中的 离子会进行交换，这样，在萃取时会同蛋白质分子竞争 表面活性剂离子，从而降低了蛋白质和表面活性剂的静 电作用力。另一种解释则认为离子强度(盐浓度)影响蛋 白质与表面活性剂极性头之间的静电作用力是由于离解 的反离子在表面活性剂极性头附近建立了双电层，称为 德拜屏蔽，从而缩短了静电吸引力的作用范圈，抑制了 蛋白质的萃取，因此在萃取时要尽量避免后者的影响。 (2)位阻效应 许多亲水性物质，如蛋白质、核酸及氨基 酸等，都可以通过溶入反胶束“水池”来达到它们溶于 非水溶剂中的目的，但是反胶束“水池”的物理性(大小、

分离工程概述(ppt 58张)

分离工程概述(ppt 58张)
n m ,zi,m, H m
Q W
进出系统物流变量： n，zi，H，S，Q
系统对环境作功： W
（2015-2016第2学年)
吉林大学 珠海学院
分离工程
按热力学第一定律： （能量守恒） n Q n W （ 6 1 ） jH j kH k
进 出
设等温可逆过程： Q T [ n S n （ 6 2 ） k k jS j]
非理想溶液： E E Q （ W ） n H n H min ， T k k j j
出 进


（2015-2016第2学年)
吉林大学 珠海学院
分离工程
非等温分离： 系统的净功（总功）：
过程可逆时，可得最小分离功：
（2015-2016第2学年)
吉林大学 珠海学院
分离工程
6.1.3 净功消耗和热力学效率 通常，分离过程所需的能量多半是以热能形式 而不是以功的形式提供的。 一般以W净计算能量： 净功学院
分离工程
有效能定义： B H T S 代入（ 6 17 ） 0 T 0 n B n B T S （ 1 Q W （ 6 18 ） kk j j 0 产生 ） S T 出 进 由卡诺循环，可逆热机 等当功： T 0 W Q （ 1 ） （温度为 T 的热源向 T 环境传热所作 C 0 T
出 进
BF HF T 17601 .88 kJ/ kmol 0SF
W W W 入 出 净 T T 0 0 Q （ 1 ） Q （ 1 ） 6387113 . 3 kJ /h R C T T R C
B 分离23 .23 % W 净
（2015-2016第2学年)

分离工程课件

分离工程课件

4、测压部分
实验室通常利用水银压力计来测量减压系统的压力。水银压力计又有开口式 水银压力计、封闭式水银压力计。
采用测压计：开口式、封闭式测压计、数显式、测压表等 开口式：P实=大气压-汞柱差 封闭式测压计： P实=汞柱差 测压表：P实=大气压- P表
五、减压蒸馏操作方法 1、按上图安装仪器； 2、检查气密性；
六、思考题 1、何谓减压蒸馏？适用于什么体系？
答：在低于大气压力下进行的蒸馏称为减压蒸馏。减压蒸馏是高分离提纯沸点有机化 合物的一种重要方法，特别适用于沸点高的物质以及在常压下蒸馏未达到沸点时即受 热分解、氧化或聚合的物质。
2、在用油泵减压蒸馏高沸点化合物前，为什么要先用水泵或水浴加热，蒸去绝大部 分低沸点物质（如乙酸乙酯）？
答：A:：气泡； B：沸腾中心； C：暴沸。
10、减压蒸馏装置通常由 、 、 、 、 、 、 、 、 和 等组成。
答：克氏蒸馏烧瓶；冷凝管；两尾或多尾真空接引管；接受器；水银压力计；温度计；毛细管 （副弹簧夹）；干燥塔；缓冲瓶；减压泵。
11、减压蒸馏操作中使用磨口仪器，应该将 A 部位仔细涂油；操作时必须先 B 后才 能进行 C 蒸馏，不允许边 D 边 E ；在蒸馏结束以后应该先停止 F ， 再使 G ，然后才能 H 。
16、减压蒸馏装置由哪些仪器、设备组成，各起什么作用？
减压蒸馏装置由四部分组成：蒸馏部分：主要仪器有蒸馏烧瓶，克氏蒸馏头，毛细管，温 度计，直形冷凝管，多头接引管，接受器等，起分离作用。抽提部分：可用水泵或油泵， 起产生低压作用。油泵保护部分：有冷却阱，有机蒸气吸收塔，酸性蒸气吸收塔，水蒸气 吸收塔，起保护油泵正常工作作用。测压部分：主要是压力计，可以是水银压力计或真空 计量表，起测量系统压力的作用。
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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
涉及分离过程：吸收：3、5、9； 精馏：6、8、10；闪蒸：4
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 非芳烃
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
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（
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
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
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
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：
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
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。
● 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
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。
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1.2.2 速率分离过程
膜分离 场分离
速率分离:
利用溶液中不同组分在某 种推动力（浓度差、压力差、 温度差、电位差等）作用下， 经过某种介质（半透膜）时 的传质速率（透过率、迁移 率、扩速率）差异而实现分 离。
●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：
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
● 三废处理返回来自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。
微孔过滤（MF）：
目的：溶液脱离子，气体脱离子
进料
颗粒、纤维
（液体和气体）
溶剂、水、 气体
推动力：压力差（～100kPa） 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。
进料
胶体大分子
溶剂、水
推动力：压力差（100～1000kPa） 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。
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
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。
化工分离过程
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