新型分离技术在化工生产中的应用
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膜分离技术在化工中的应用随着科技的发展,化工行业在不断推进,膜分离技术作为一种新型技术,已经被应用到了化工行业的很多领域,具有非常广阔的发展前景。
本文就来介绍一下膜分离技术在化工中的应用。
一、膜分离技术的基本原理膜分离技术是在膜的作用下,使溶液、混合气体等物质透过膜,分离出不同大小、形状、性质的物质的一种分离技术。
膜分离技术是以膜作为物理屏障,通过膜的选择性过滤和筛选,实现不同物质的迅速分离。
膜分离技术不仅有高效过滤、分离和提纯的特点,而且还能在保留溶液和气体完整性的同时,实现一定程度的削弱、改变介质性质等效果。
二、1.水处理领域膜分离技术在水处理领域有着广泛的应用。
膜分离技术可以用来处理各种污水,如酸性污水、电解污水、废油污水等,可以有效地去除溶解和悬浮性固体、重金属离子、有机物、微生物等。
同时,膜分离技术还可以用于制造高纯水,如电子工业中所需的纯水、空气净化行业中的净水等。
2.制药领域膜分离技术在制药领域也有着广泛的应用。
通过膜分离技术,可以分离出不同粒径和相对分子质量的物质。
例如,该技术可以用于生产高质量的注射用水,通过一步一步筛选,去除各种杂质和微生物,使其达到纯净的水质。
3.食品加工领域膜分离技术在食品行业的应用涉及到四大类:浓缩、分离、除菌和脱色。
如要生产浓缩果汁、乳制品、调味品等,在保留食品的原有口感、营养物质成分等的情况下,通过膜分离技术可以排除掉农药残留、乳清蛋白等杂质物质,使食品更加健康。
4.化学分离领域膜分离技术还可以在化学分离领域中应用。
通过膜分离技术,可以实现大分子物质和小分子物质的分离。
例如,通过膜分离技术还可以将混合的气体分离成几种组份,进行单一有用组份的提取。
5.环保领域膜分离技术在环保领域也有广泛的应用。
例如,通过膜分离技术可以处理地下水、含油废水、烟气脱硫等固、液、气三态污染物,从而实现环境污染的控制和治理。
三、膜分离技术的优势与传统的化工技术相比,膜分离技术的优势主要表现在以下几个方面:1.高效节能由于使用了膜作为过滤介质,因此可以实现无需加热、无需高压的过滤操作。
石油化工中的分离技术石油化工行业是一个庞大而复杂的产业,它涵盖了石油开采、炼油、石化和化肥等多个领域。
在这些领域中,分离技术是至关重要的环节。
本文将介绍石油化工中常用的分离技术及其应用。
一、蒸馏技术蒸馏技术是石油化工中最常见的分离技术之一。
它利用不同物质的沸点差异,将混合物分离成不同组分。
在炼油过程中,原油经过预分离后进入蒸馏塔,通过加热使其分为不同沸点范围的馏分,如汽油、柴油、液化石油气等。
蒸馏技术在石油化工中起到了至关重要的作用,不仅可以提供各种燃料,还可以提取用于石化生产的原料。
二、结晶技术结晶技术是通过溶解物质在溶液中结晶沉淀,以分离纯净晶体的方法。
在石化领域中,结晶技术常用于有机物的提纯和分离。
例如,对取自石油化工生产过程中的溶液进行结晶处理,可以分离出高纯度的有机物,用于制备高附加值的化学品。
三、吸附技术吸附技术是利用不同物质在表面上的吸附作用,通过吸附剂将混合物中的目标组分吸附下来,从而实现分离的方法。
在石油化工中,吸附技术常用于气体分离和有机物的提纯。
例如,在天然气加工中,利用吸附剂可以将天然气中的杂质分离出来,提高天然气的纯度和质量。
四、萃取技术萃取技术是利用溶液之间的相溶性差异,通过溶剂将混合物中的目标组分从其他组分中分离出来的技术。
在石油化工中,萃取技术常用于有机化合物的提纯和分离。
例如,利用溶剂将酚类化合物从含有酚酮混合物中提取出来,可以得到高纯度的酚类产物。
五、膜分离技术膜分离技术是利用膜的选择性渗透作用,将不同成分的溶液通过膜分离出来的技术。
在石油化工中,膜分离技术常用于气体和液体的分离。
例如,利用膜分离技术可以将石油化工废水中的有机物和无机盐分离出来,实现废水的处理和资源回收。
综上所述,石油化工中的分离技术多种多样,每种技术都有其特定的应用领域和优势。
这些分离技术的应用不仅能够提高产品的纯度和质量,还可以减少能源消耗和环境污染。
随着科学技术的不断发展,石油化工分离技术将继续创新和发展,为产业的可持续发展做出更大贡献。
化学分离技术在工业中的应用化学分离技术是一种广泛应用于化学工业中的技术,它可以有效地将混合物中不同成分分离出来,以满足不同的需求。
在化工产品的生产过程中,需要对原料和成品进行分离、纯化和浓缩,这就需要采用化学分离技术。
本文将探讨化学分离技术在工业中的应用及其重要性。
一、化学分离技术的种类化学分离技术包含了多种不同的方法,具体可分为以下几类:1. 蒸馏技术:蒸馏是将混合液体分离为不同成分的一种方法。
它基于液体汽化点的差别,通过加热使其中一种液体汽化,再将其冷凝收集。
在化工工业中,蒸馏广泛应用于石油、化学、制药等领域。
2. 离子交换技术:离子交换技术是一种通过固定相介质将离子或分子从溶液中分离出来的技术。
常见的离子交换固定相介质包括阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
离子交换技术被广泛运用于水处理、医药、食品等领域。
3. 萃取技术:萃取技术是将混合物中的一个或多个组分转移到另一种不同溶剂中,并通过稀释或再次萃取来分离成分的一种方法。
萃取技术广泛应用于化工生产中,特别是在有机合成领域。
4. 结晶技术:结晶技术是将固体混合物溶解于溶剂中,通过控制溶液中的温度、溶质浓度等参数,使其中一种物质先形成晶体然后分离出来的一种方法。
在化学工业中,结晶技术被广泛应用于制药、食品、颜料等领域。
二、化学分离技术的应用及重要性化学分离技术在工业领域中具有广泛的应用。
例如,将原油中的各种成分分离出来可以得到不同种类的石油产品;将药品中的原料分离出来可以获得高品质的成品药品;将食品成分分离出来可以生产出口感好、有营养的食品。
同时,化学分离技术还能提高产品的纯度和质量。
在制药生产中,药品的纯度对药效十分重要。
使用化学分离技术可以有效地将不同组分分离出来,同时纯化药品,提高药品的质量。
此外,化学分离技术还能够减少废弃物和污染物的产生。
通过对废物的回收和再利用,可以实现资源的节约和环境的保护。
三、结语总之,化学分离技术在工业中的应用广泛,它是制造高纯度产品的必要手段之一。
分离技术在化工生产中的应用摘要:分离技术在化工生产中有着不可替代的重要位置,在医药、食品、石油、化工、冶金、原子能等领域有着非常广泛的应用,物料的分离过程中的能量消耗占总能量消耗的很大一部分。
许多年前,一些传统分离技术如沉降分离等只能在液固分离中分离混合物,还有一部分微小固体和液体会形成浓度较小的悬浊液而无法分离。
随着化工产业的飞速发展,出现了越来越多、越来越有效的分离技术,正在努力解决传统分离技术中分离效率不高、规模小、费时费力的一系列问题,研究化工分离技术已经成为研究化工生产的重要课题。
本文主要介绍了超临界流体萃取技术、膜分离技术、分子蒸馏技术的原理、优点、在化工生产中的应用。
关键词:超临界流体萃取技术;膜分离技术;分子蒸馏技术引言近些年来,随着人类社会化学工业的逐步发展,能源利用率不高、浪费严重,能源逐渐枯竭已经逐渐成为一个巨大的全球性问题,因此,改良生产工艺,提高原料利用率,节约能源,回收利用现有能源,可持续发展开始被人类重视。
以化工分离技术为例,化工生产中所要用到的原材料、产物、中间产物、副产物等绝大部分都是混合物,某些不纯的物质在一定条件下极易发生爆炸,如果生产出具有很多杂质的产物作为药物使用会严重危害人类健康,所以,如果要得到高纯度高质量的产品必须对各类混合物进行分离提纯,只有这样,才能获得安全性好、质量高的合格产品,才能对原材料进行有效的利用,节省成本,节约资源。
1.超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是一种新型物质分离技术。
它是以超临界流体代替传统的有机溶剂作萃取剂,把一种所需要的化学物质从多组分各相态混合物中以高纯度分离出来的新型化工分离技术。
当超临界流体与待分离的化学物质接触进行萃取时,能够有选择性地把极性大小不同、沸点高低不同和分子量大小不同的各类物质依次以很高的纯度萃取出来。
在萃取过程中,可以通过控制反应条件温度、压力等得到各物质比例达到最佳比例的混合物成分,然后依靠减小压力、升高温度的方法使分离出的超临界流体转化为普通流体,所需物质可以在很大比例下被析出进行分离提纯。
膜分离在石油化工领域中的应用_现状、挑战及机遇膜分离在石油化工领域中的应用:现状、挑战及机遇引言随着全球经济的发展和人们对能源需求的日益增长,石油化工行业在全球范围内扮演着重要角色。
然而,石油化工过程中产生的废水和废气的处理一直是该行业面临的重大问题之一。
为了寻找高效、环保的处理方法,膜分离技术逐渐在石油化工领域中得到了广泛应用。
本文将探讨膜分离在石油化工中的应用现状、挑战及机遇。
一、膜分离在石油化工中的应用现状1.废水处理应用在炼油厂和化工厂中,产生大量的废水需要进行处理。
传统的物理化学处理方法效率较低且成本较高,而膜分离技术由于其高效、低成本、易操作的特点成为处理废水的理想选择。
膜分离技术可以通过反渗透膜去除废水中的悬浮物、油脂、重金属等有害物质。
此外,超滤膜和微滤膜也可以用于去除废水中的胶体、细菌等微生物。
2.气体分离应用除了废水处理,膜分离还可以应用于石油化工中的气体分离。
例如,膜分离技术可以用于炼油厂的轻烃回收和重烃分离。
通过选择合适的膜材料和工艺条件,可以实现轻烃的高效分离和回收,从而降低能耗和环境污染。
3.液体分离应用膜分离技术在石油化工领域还可以应用于液体分离。
例如,在炼油厂的蒸馏过程中,通过在蒸馏塔中设置特定的膜分离器,可以实现高效的分馏。
此外,膜分离还可以用于溶剂回收、催化剂分离等方面。
二、膜分离在石油化工中的挑战尽管膜分离在石油化工领域中具有广阔的应用前景,但仍然存在一些挑战。
首先,不同的废水和气体具有不同的成分和污染程度,因此需要选择适合的膜材料和工艺条件。
其次,由于石油化工过程中常常存在高温、高压、腐蚀性气体和液体的情况,膜材料的稳定性和防污性能要求较高。
此外,大规模应用膜分离技术需要大量的膜、设备和能源投入,成本较高。
因此,如何降低成本、提高膜的寿命和抗污染性能是亟待解决的问题。
三、膜分离在石油化工中的机遇尽管膜分离在石油化工领域面临挑战,但也存在巨大的机遇。
首先,随着技术的不断发展和创新,新型高性能的膜材料不断涌现,如特殊聚合物膜、无机复合膜等。
精馏原理在化工生产上的应用1. 概述精馏是一种重要的分离技术,在化工生产中被广泛应用。
它基于物质在不同温度下的沸点差异,通过加热液体混合物,蒸发后冷凝得到纯度较高的组分。
2. 精馏原理精馏原理基于液体的汽化和凝华过程。
在精馏塔中,液体混合物首先经过加热后变为蒸汽,然后进入冷却器进行冷凝,最后得到高纯度的组分。
这一过程基于液体组分的沸点差异,使得不同组分分别蒸发和冷凝。
3. 精馏的应用精馏在化工生产中有广泛的应用,以下是一些典型的应用案例:3.1 石油工业在石油工业中,精馏广泛应用于原油的分馏。
原油中含有不同沸点的烃类化合物,通过精馏可以将原油分解成不同的组分,如汽油、柴油、煤油等。
这些组分可以用于不同的工业用途。
3.2 化学工业在化学工业中,精馏被用于获得高纯度的化学品。
例如,酒精和水的精馏可以得到高纯度的乙醇。
此外,许多有机化合物的生产过程中也会使用精馏技术,以便得到所需纯度的产物。
3.3 制药工业制药工业中的许多药物都需要高纯度的原料。
通过精馏,可以得到纯度较高的药物原料,以确保药物的质量和效果。
此外,精馏也可以用于制药工艺中溶剂的回收和再利用。
3.4 食品工业在食品工业中,精馏被用于提取香精、色素等。
通过精馏,可以去除不需要的杂质,获得高纯度和浓度的食品添加剂。
3.5 环保工业精馏在环保工业中也有着重要的应用。
例如,废水中的有机物可以通过精馏技术进行浓缩和分离,从而达到废水处理和资源回收的目的。
4. 精馏的优势精馏作为分离技术的一种,具有以下优势: - 高效性:精馏可以实现对混合物中组分的高效分离,获得高纯度的产品。
- 可控性:通过调整温度和压力,可以控制精馏过程,以达到所需的分离效果。
- 可应用性广泛:精馏适用于多种化工分离需求,具有广泛的应用领域。
5. 总结精馏作为一种重要的分离技术,在化工生产中发挥着重要的作用。
它可以实现对混合物的高效分离,获得高纯度的组分。
精馏在石油工业、化学工业、制药工业、食品工业以及环保工业等领域都有广泛的应用。
过滤分离技术在我国化工行业的应用与未来发展趋势一、概述随着我国经济的快速发展和工业化进程的加速,化工行业的发展也日新月异。
化工产品在各个领域的应用越来越广泛,化工生产过程中涉及到的原料和产品也日益复杂。
在这样的背景下,如何有效地进行过滤和分离成为了化工生产过程中一个重要的环节。
本文将重点探讨过滤分离技术在我国化工行业的应用情况以及未来的发展趋势。
二、过滤分离技术在我国化工行业的应用1. 传统过滤分离技术的应用现状传统过滤分离技术主要包括布袋过滤、滤板框压滤和旋转真空滤等。
这些技术在化工行业中得到了广泛的应用,可以用于固液分离、固气分离以及液液分离等多种场景。
在化工生产中,常常需要对反应产物进行固液分离,以获得目标产品;或者利用过滤分离技术对废水进行处理,使之达到排放标准。
传统过滤分离技术的应用范围广泛,但在效率和环保性能上存在一定的局限性。
2. 新型过滤分离技术的应用情况近年来,随着科学技术的不断进步,新型过滤分离技术不断涌现并得到了化工行业的广泛应用。
膜分离技术可以实现更精细的过滤效果,将微米级的颗粒和离子有效地分离出来;超临界萃取技术可以实现高效的分离和提取,被广泛应用于化工原料的提取和回收。
这些新型过滤分离技术在化工行业中的应用,不仅提高了生产效率,还改善了产品质量和环保性能。
三、过滤分离技术在我国化工行业的未来发展趋势1. 技术创新驱动下的发展趋势随着信息技术、材料技术等领域的不断创新,未来过滤分离技术将更加智能化、精细化和集成化。
通过智能化控制系统和传感器技术的应用,可以实现对过滤过程的实时监测和控制,提高生产效率和产品质量。
材料技术的进步也为过滤分离技术的发展提供了更多可能,特别是一些新型纳米材料的应用将使过滤效果更加高效和精细。
2. 环保需求下的发展趋势随着环保意识的提高,过滤分离技术在化工行业中的应用将更加注重减排和资源回收利用。
将先进的膜分离技术应用于废水处理过程中,可以实现高效、低成本的废水处理和资源回收。
化工工艺中常见的节能降耗技术研究随着全球工业化进程的不断推进,能源资源的节约与利用逐渐成为各行各业乃至整个社会关注的焦点。
作为能源消耗大户的化工行业,更是亟需研发和应用节能降耗技术,以减少能源消耗和环境污染。
本文将从化工工艺中常见的节能降耗技术进行研究,并探讨其在实际生产中的应用。
一、热能利用技术1.1余热利用技术在化工生产过程中,常常会产生大量的余热。
余热利用技术可以将这些废热进行有效的回收和利用,以达到节能降耗的目的。
在炼油、化肥等工艺中,采用余热锅炉技术可以将废气中的余热进行回收,用于产生蒸汽或热水,从而减少燃料的消耗,实现能源的循环利用。
1.2蒸汽系统优化蒸汽是化工生产中常用的能源形式,但在传统生产中,由于蒸汽系统的设计不合理、设备老化等原因,部分蒸汽会被浪费掉。
通过对蒸汽系统的优化设计和设备的更新改造,可以降低蒸汽的消耗,减少能源的浪费。
采用换热器、蒸汽回收装置等设备,可以将蒸汽中的热能进行回收利用,从而达到节能的效果。
二、原料和催化剂节能技术2.1原料替代技术化工生产中常用的原料如石油、天然气等属于非可再生资源,其开采和利用会对环境造成严重的影响。
通过替代原料的研究和应用,可以降低对非可再生资源的依赖,减少环境污染。
利用生物质替代传统石油原料,不仅可以减少对石油资源的需求,还能减少二氧化碳的排放,达到节能环保的目的。
2.2催化剂技术在化工生产中,催化剂是起到加速反应速率、提高产品纯度和降低能耗等作用的关键因素。
通过研发高效的催化剂技术,可以降低反应温度、减少反应时间,从而减少能源的消耗。
通过对催化剂的再生利用和优化设计,可以延长催化剂的使用寿命,减少废旧催化剂的处理成本,实现节能降耗的目的。
三、生产工艺流程优化技术3.1合理排放废水废气技术化工生产中会产生大量的废水和废气,其中含有大量的有机物和重金属等有害物质。
通过对废水废气的处理技术进行优化,可以实现废水废气的回收利用和资源化,减少对环境的污染。
热泵精馏在化工行业中的应用
热泵精馏是一种新型的分离技术,它将热泵技术和精馏技术相结合,
可以在较低的温度下实现高效的分离。
在化工行业中,热泵精馏已经
得到了广泛的应用,特别是在石油化工、化学制药、精细化工等领域。
石油化工是热泵精馏的主要应用领域之一。
在石油化工生产中,热泵
精馏可以用于分离石油中的不同组分,如石蜡、沥青、汽油、柴油等。
通过热泵精馏技术,可以实现高效的分离,提高产品的纯度和质量,
同时降低能耗和生产成本。
化学制药是另一个热泵精馏的应用领域。
在化学制药生产中,热泵精
馏可以用于分离药品中的不同成分,如酸、碱、盐等。
通过热泵精馏
技术,可以实现高效的分离,提高药品的纯度和质量,同时降低能耗
和生产成本。
精细化工是热泵精馏的另一个应用领域。
在精细化工生产中,热泵精
馏可以用于分离不同的化学品,如酸、碱、盐、醇等。
通过热泵精馏
技术,可以实现高效的分离,提高产品的纯度和质量,同时降低能耗
和生产成本。
总的来说,热泵精馏在化工行业中的应用前景非常广阔。
随着技术的
不断发展和完善,热泵精馏将会在更多的领域得到应用,为化工行业的发展做出更大的贡献。
先进分离技术的应用与优化研究在当今科技迅速发展的时代,先进分离技术在众多领域发挥着至关重要的作用。
从化工、制药到环境保护,从食品加工到能源生产,先进分离技术的应用范围广泛且不断拓展。
同时,为了提高分离效率、降低成本、减少环境影响,对这些技术的优化研究也成为了科研和工业界的重要课题。
先进分离技术的种类繁多,常见的包括膜分离技术、萃取分离技术、吸附分离技术、色谱分离技术等。
膜分离技术凭借其高效、节能、环保等优点,在水处理、气体分离、生物制药等领域得到了广泛应用。
例如,在水处理中,反渗透膜和纳滤膜能够有效去除水中的杂质、离子和微生物,提供高质量的饮用水和工业用水。
萃取分离技术则适用于从复杂混合物中提取目标物质,如在化工生产中从反应混合物中分离出有价值的产品。
吸附分离技术利用吸附剂对不同物质的吸附能力差异实现分离,常用于气体净化和废水处理。
色谱分离技术具有高分辨率和高选择性,在药物分析和精细化工产品的分离纯化中表现出色。
在化工领域,先进分离技术对于提高产品质量、降低能耗和减少环境污染具有重要意义。
以石油化工为例,通过精馏等分离技术可以将原油分离成不同馏分,如汽油、柴油、煤油等。
然而,传统的精馏技术往往存在能耗高、分离效率有限等问题。
为了优化分离过程,研究人员不断探索新的精馏方法,如隔壁塔精馏、热泵精馏等。
隔壁塔精馏通过在一个塔内设置隔板,实现了多个分离过程的集成,减少了设备数量和能耗。
热泵精馏则利用热泵技术回收精馏过程中的热量,提高了能源利用效率。
制药行业对分离技术的要求极高,因为药品的纯度和质量直接关系到患者的健康。
膜过滤、色谱分离等技术在药物的提取、纯化和制剂过程中发挥着关键作用。
例如,在生物制药中,利用膜过滤技术可以去除细胞碎片和杂质,获得纯净的生物活性物质。
为了提高药物分离的效率和纯度,研究人员致力于开发新型的膜材料和色谱填料,优化分离工艺参数。
同时,结合计算机模拟和实验研究,对分离过程进行精准控制和优化,以满足制药行业日益严格的质量标准。
新型分离技术在化工生产中的应用
摘要:随着新型分离技术开发和应用日益受到重视,膜分离技术、萃取新技术已成功应用于我国化工生产实践中,本文主要就近年来这两种分离技术的原理及其应用进行了简单的介绍。
关键词:化工分离,膜分离,超临界流体萃取,化工生产应用
1引言
国内外对分离技术的发展十分重视,但由于应用领域十分广泛,原料、产品和对分离操作的要求多种多样,决定了分离技术的多样性。
随着新型分离技术开发和应用日益受到重视,膜分离技术、萃取新技术已成功应用于我国化工生产实践中。
按机理划分,可大致分为五类:生成新相以进行分离(如蒸馏、结晶);加入新相进行分离(如萃取、吸收);用隔离物进行分离(如膜分离);用固体试剂进行分离(如吸附、离子交换)和用外力场或梯度进行分离(如离心萃取分离、电泳等。
现在运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术。
2 渗透汽化膜技术
2 . 1 基本原理
渗透汽化是利用致密高聚物膜对液体混合物中组分的溶解扩散性能的不同,实现组分分离的一种膜过程。
液体混合物料流与膜的一侧接触,所有组分的蒸气分压均处于饱和状态。
通过降低下游蒸气分压,可以保持膜两侧之间的蒸气分压梯度。
渗透液以蒸气的形式离开膜面并冷凝,然后以液态形式移出。
渗透液蒸发所需的热量也传递并通过膜,即渗透汽化是传热与传质相伴随的过程。
液态料液混合物提供蒸发焓,所以料液侧的温度会降低。
渗透汽化是同时包括传质和传热的复杂过程,用于描述其传递过程机理的模型有多种,如溶解扩散模型、孔流模型、不可逆热力学模型、虚拟相变溶解扩散模型、非平衡溶解扩散模型等,其中普遍认可的是溶解扩散模型。
根据溶解扩散模型,渗透物组分通过膜的传递分为3个步骤:料液中渗透组分的液体分子在膜上游侧表面溶解;然后扩散通过膜;最后在膜下游侧解吸进入汽相。
简称为溶解—扩散—解吸。
根据溶解扩散模型假定,扩散是控制步骤,而液膜界面的溶解及膜—汽界面的解吸速度非常快,膜表面与液相及汽相均处于平衡状态,也就是说过程的速率由渗透物通过膜的扩散来决定。
由这一模型来预计渗透通量和分离系数将会出现较大的偏差,因此许多研究人员在致力于研究和改进渗透汽化过程的膜传递模型。
2.2渗透汽化膜分离技术在化工生产上的应用
渗透汽化技术在化工生产上的应用十分广泛,主要用于有机溶剂的脱水、水中少量有机溶剂的脱除和有机/有机混合物的分离。
2.2.1有机溶剂及混合溶剂的脱水
首个渗透汽化的中试装置是用于发酵乙醇产品的脱水。
1985年,第一个用于化学工业乙酸乙酯脱水的设备投入运行。
目前,渗透汽化已广泛用于醇类、酮类、醚类、酯类、胺类等有机水溶液的脱水( 例如润滑油生产中脱蜡溶剂的脱水),为这类有机溶剂的生产提供新的经济有效的方法。
用于其它含少量水的有机溶剂( 如苯、含氯的烃类化合物) 中少量水的去除有更大的优势。
该技术在有机水溶液脱水方面潜在市场很大。
2.2.2废水处理及溶剂回收水中少量有机物的脱除
从废水中除去少量有机物,目的是解决环境污染问题。
可处理的污染物有苯、甲苯、酚、氯仿、三氯乙烷、丙酮、甲乙酮、醋酸乙酯等。
用有机物优先透过膜使少量有机物透过,可使水中有机物含量符合排放标准,且整个过程的能耗很低。
对于回收有机水溶液中含1 %~5 % 的有机溶剂,传统的方法是精馏或萃取,利用渗透汽化与传统方法结合回收溶剂,总操作费用为单纯精馏的1/ 2 ~2/ 3,整个生产装置的总投资比传统的分离方法省20 %~ 6 0 %。
2.2.3 有机/ 有机混合物的分离
化工生产中有大量的有机混合物需要分离,有相当一部分有机混合物是恒沸物、近沸物及同分异构物。
用普通的精馏方法不能分离或难于分离,用恒沸蒸馏或萃取精馏需加入第三组分,这不但使分离过程复杂化,设备投资增加,能耗及操作费用上升,而且不可避免第三组分( 共沸剂或萃取剂) 的损失及对产品的污染。
用PV 法具有过程简单、能耗低、投资及操作费用省、无污染等优点,因此,有机混合物分离是PV 技术中节能潜力最大的应用,代表性的有醇与醚、芳烃与烷烃、烷烃与烯烃的分离。
如果这些应用取得突破性的进展,成功地应用于工业生产,那么,许多高能耗的工艺将会被此项技术所取代或部分取代,在化学工业中将产生举足轻重的影响。
3超临界流体萃取技术及其应用
3.1 原理和特点
超临界流体萃取是一种以超临界流体代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术。
其原理是利用流体(溶剂)在临界点附近区域(超临界区)内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能,且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽
的范围内变动来实现分离的。
由于二氧化碳具有无毒、不易燃易爆、廉价、临界压力低、易于安全地从混合物中分离出来,所以是最常用的超临界流体。
相对于传统提取分离方法(煎煮、醇沉、蒸发浓缩等)具有以下优点:萃取效率高、传递速度快、选择性高、提取物较干净、省时、减少有机溶剂及环境污染、适合于挥发油等脂溶性成分的提取分离。
3.2超临界流体萃取技术的应用
3.2.1 医药化工方面的应用
医药工业中广泛涉及从动植物中提取有救药用成分、药用成分分析及租品的浓缩精制等,特别是生化药品的提纯、干燥、造粒、制缓释丸等都应用到超临界流体萃取(SFE)技术。
超临界流体(SCF)一个主要优点是它对挥发度极低的物质萃取能力不强,而通过选择适当的压力和温度,对挥发度中等偏低的物质可选择萃取。
SFE技术应用于酶及维生素的精制、回收方面效果十分显著;从动植物原料中提取生物碱、生育盼、精油等药用成分;在抗生素等药物生产的浓缩精制、脱溶过程中也取得成功。
SFE技术还应用到制取中成药方面。
此外,还可利用SFE技术从药用植物原紫草、蛇床子和桑白皮中提取有效成分。
如利用SFE 萃取技术与尿素包合法相结合可从鱼油中提纯出药用价值和营养价值很高的EDA( 二十碳五烯酸)和DHA( 二十二碳六烯酸)。
EDA和DHA对大脑有活化作用,在治疗和防治动脉粥样硬化、老年性痴呆以及抑制肿瘤等方面都有较好的疗效。
此外,还有报道利用SFE技术提取生物碱、鸦片、甘油酯、春黄菊油的研究以及从菊花根中获得除虫菊酯等萃取工艺。
SFE还用于分折药品组分,如分析血浆中的药品及代谢物含量,分析动物组织中所含药剂及药剂残留物,从中毒人体的脂肪组织中分析毒物多氯联苯的含量从食物和土壤中分析农药残留量等。
马熙中等用自行设计的SCF装置分析了中药肉苁蓉的化学成分。
结果证明,与常规中药研究方法相比,SFE法可更有效地提取复杂中药中的挥发性成分。
采用SFE法,萃取过程极为简单,在20MPa压力、50℃条件下仅需几十毫升的CO2流体,1 h之内即可完成,得到很好的分离结果。
3.2.2在化学工业方面的应用
SFE技术在石蜡族、芳香族、环烷族等的同素物分离精制方面取得了很大进展。
SFE技术还成功地用于己内酰胺、己二酸、DMT(二甲基色胺)等水溶液的脱水和回收有机物,特别是可分离醇一水共沸混合物。
在聚合反应和石蜡异构反应中以SCF为稀释剂也取得了较好效果。
用SFE技术可加工处理各种燃料。
油渣深加工一直是个难题,采用SFE技术可从油渣中脱除沥青和重金属,迅速分离出纯油。
从褐煤加氢产品渣中可获得45%的燃油,这是用其他方法办不到的。
SCF还可莘取煤中的石蜡、杂酚、煤焦油等成分。
在适宜的SFE 条
件下可从大量木材加工废料中回收可观的酚类产品作为重要的化工原料。
4 结论及展望
目前,各新型分离技术日新月异,已逐步走向工业化,并在化工生产、中药制药、农产品加工、环境治理与保护等领域的综合技术。
由于受工艺技术和仪器发展水平的限制,我国对这些技术的应用研究还只是刚刚起步,要赶上国际先进水平还有待于进一步的努力。
总之,新型分离技术是重要的分离技术,在化工生产中的应用前景很广,通过与传统分离技术的集成及本身工艺的改进,其应用前景将会更加广阔。
参考文献
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