化工分离工程01[1]
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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。
化工分离工程课件 (一)化工分离工程是化工工程的重要组成部分,也是重要的基础课程之一。
化工分离工程的主要内容是研究并掌握化学品的分离方法,即从混合物中分离出所需的成分。
化工分离工程涉及的知识十分广泛,包括物理、化学、数学等课程的知识,因此对学生的综合素质提出了很高的要求。
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化工分离工程课件主要包括分离原理、分离设备、分离过程控制等内容。
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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。
化工分离工程知识点化工分离工程是指利用物质在不同条件下的物理或化学特性差异,将混合物中所需组分转移到其他相或纯化的工艺过程。
在化工生产中,分离工程广泛应用于原料提纯、混合物分离、产物纯化等过程中。
以下是化工分离工程的一些重要知识点:1.操作变量和过程控制:分离过程中的操作变量包括温度、压力、流速、液位等,这些变量的调节对分离效果有重要影响。
合理地控制这些变量可以提高分离效率和产品质量。
2.物理分离过程:物理分离过程是利用物质的物理性质差异进行的分离,常见的物理分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离等。
蒸馏是将混合物中易汽化的组分在恒定温度下蒸发和冷凝的过程,常用于液体混合物的分离。
萃取是将混合物中的其中一种组分用溶剂提取分离出来的过程,常用于有机物的提取纯化。
吸附是利用吸附剂对混合物中的其中一种组分吸附分离的过程,常用于气体混合物的分离。
膜分离是通过半透膜对混合物进行分离的过程,常用于液体和气体的分离。
3.化学分离过程:化学分离过程是利用物质的化学性质差异进行的分离,常见的化学分离方法包括晶体化、结晶、萃取等。
晶体化是将溶液中其中一种组分结晶出来的过程,常用于溶液中固体颗粒的分离。
结晶是将溶液中其中一种溶质通过结晶再溶解的过程,常用于固体的纯化。
萃取是利用溶剂间的亲溶性差异将混合物中的其中一种组分从液相转移到溶剂相的过程,常用于有机物的提取分离。
4.质量传递与传质机理:分离过程中的质量传递包括传质、传热和传质传热等。
在气液分离过程中,气体的质量传递主要由气体的扩散控制;在液液分离过程中,液滴的分离与质量传递过程密切相关。
在传质的过程中,传质机理包括对流传质、扩散传质、吸附分离等。
5.设备与操作方式:常用的分离设备包括蒸馏塔、萃取塔、吸附塔、结晶器等。
不同的操作方式也会影响分离效率和产品质量,例如间歇操作、连续操作和半连续操作等。
6.分离流程优化与节能减排:分离工程的目标是实现高效、低能耗的分离过程。
化工分离工程正文绪论一: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。
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。
分离工程复习题库第一部分填空题1、分离作用是由于加入(分离剂)而引起的,因为分离过程是(混合过程)的逆过程。
2、分离因子是根据(气液相平衡)来计算的。
它与实际分离因子的差别用(板效率)来表示。
3、汽液相平衡是处理(汽液传质分离)过程的基础。
相平衡的条件是(所有相中温度压力相等,每一组分的化学位相等)。
4、精馏塔计算中每块板由于(组成)改变而引起的温度变化,可用(泡露点方程)确定。
5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为(设计)型计算和(操作)型计算。
6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为(分配组分)。
7、吸收有(轻)关键组分,这是因为(单向传质)的缘故。
8、对多组分吸收,当吸收气体中关键组分为重组分时,可采用(吸收蒸出塔)的流程。
9、对宽沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(进料热焓)决定,故可由(热量衡算)计算各板的温度。
10、对窄沸程的精馏过程,其各板的温度变化由(组成的改变)决定,故可由(相平衡方程)计算各板的温度。
11、为表示塔传质效率的大小,可用(级效率)表示。
12、对多组分物系的分离,应将(分离要求高)或(最困难)的组分最后分离。
13、泡沫分离技术是根据(表面吸附)原理来实现的,而膜分离是根据(膜的选择渗透作用)原理来实现的。
14、新型的节能分离过程有(膜分离)、(吸附分离)。
15、传质分离过程分为(平衡分离过程)和(速率分离过程)两大类。
16、分离剂可以是(能量)和(物质)。
17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量(逸度)。
18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 )19、设计变量分为(固定设计变量)与(可调设计变量)。
20、温度越高对吸收越(不利)21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设(萃取剂回收段)。
22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为(V = SL)。
23、精馏有(两个)个关键组分,这是由于(双向传质)的缘故。
24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面,即(通过一定压力梯度的动量传递),(通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合)和(通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合)。