浅谈化工单元操作——分离操作.doc

浅谈化工单元操作——分离操作 新员工进公司后，基本上接触到的培训主要是GMP上，安全上和工艺操作上的，而我们公司生产的都是化学合成药品，对于化学合成方面的一些基本操作原理方面的培训较少，近期在看化工单元基本操作方面的书籍，其中有部分内容比较好，给大家总结分享一下。 一、混合物 混合物的分离是化工生产中的重要过程。混合物一般分为均相混合物和非均相混合物。由相同相态组成的混合物称为均相物系，由不同相态组成的混合物称为非均相物系。 二、分离方式 1、均相物系的分离 通常是先造成一个非均相物系，如用蒸馏，萃取等方式使均相混合物变成非均相混合物，再用机械分离的方法分离。 2、非均相物系的分离： 由于非均相物的两之的密度等物理特性差异较大，因此常采用机械方法进行分离。按两相运动方式的不同，机械分离大致分为沉降和过滤两种操作。 三、沉降 沉降是指在外力作用下，使密度或颗粒尺寸不同的两种物质发生相对运动，从而达到两相分离的目的。根据所受力的不同，沉降可分为重力沉降和离心沉降。 重力沉降：在重力的作用下，颗粒与流体之间发生相对运动而实现分离的操作过程，称为重力沉降。 影响颗粒沉降的因素： 1）颗粒特性： 对于同种颗粒，球形颗粒的沉降速度大于非球形颗粒的沉降速度；直径越大，密度越大，沉降速度越大；颗粒的浓度越大，沉降时受周围颗粒的影响越大，沉降速度越慢。 2）流体的性质： 流体与颗粒的密度差越大，沉降速度越大；流体的黏度越大，沉降速度越慢。液体物料随着温度的身高，黏度会下降。 3）流体的流动状态 流体应尽可能的处于稳定的低速流动状态，以减少干扰，提高分离效率 4）容器的壁效应 在沉降过程中，由于器壁对颗粒产生摩擦而减小沉降速度； 2、离心沉降：是利用惯性离心力的作用使固体颗粒产生与流体发生相对运动实现分离的操作方式。 在惯性离心力的作用下，颗粒随介质旋转运动，由于颗粒的密度大于介质的密度，它所产生的离心力大于介质，在惯性离心力的作用下沿径向方向沉降，固体颗粒被甩向外围，沿器壁沉降下来。 由于离心力比重力大得多，因此离心沉降速度比重力沉降速度大得多，分离效果也好得多 重力沉降：较大颗粒的分离 直径d＞75um 离心沉降：较小颗粒的分离 直径d＞5um 。 四、过滤 1、过滤是指在推动力的作用下，使悬浮液通过一种多孔性物质的隔层，流体从隔层的小孔中流过，其中固体颗粒被截留在隔层上，从而使悬浮液中的固体颗粒分离出来的操作。 根据对动力的不同，过滤可分为三种类型 重力过滤：利用悬浮液本身液柱重力作为过滤推动力的过滤 离心过滤：利用离心力作为过滤推动力的过滤 压差过滤：依靠滤饼上游和滤液出口之间压力差推动而进行的过滤，称为压差过滤，它包括两种类型，加压过滤（在悬浮液上面加压的过滤）和减压过滤（在过滤介质下面抽真空，也叫真空过滤）。 2、过滤介质：过滤介质的作用是使滤液通过，截留固体颗粒及支承滤饼，所以对过滤介质的基本要求是：具有多孔性，阻力小，液体易通过；化学稳定性好、耐腐蚀、耐高温；具有足够的机械强度。 工业上常用的过滤介质：织状物介质（棉麻等天然纤维或合成纤维）、粒状介质（细沙、硅藻土等）、多孔固体介质（多孔陶瓷等）。 3、过滤操作的基本过程 （1）过滤：过滤进行的阶段，悬浮液通过过滤介质成为澄清液，流体从隔层的小孔中通过，固体颗粒被截留在隔层上，从而使悬浮液中的固体分离出来 （2）洗涤：滤饼的空隙中还存有部分滤液，将部分滤液从滤饼中清洗出来，称为洗涤 （3）去湿：洗涤后用压缩空气吹干或用真空吸干 （4）卸料：将滤饼卸下 （5）复原：卸料后，要将过滤机进行复原，以便进行下一轮过滤操作。 4、影响过滤速率的因素 （1）悬浮液的性质 悬浮液的黏度越小，过滤速度越快。因此，适当的将滤液预热，使其黏度下降。 （2）过滤推动力 要使过滤顺利进行，必须保持一定的过滤推动力，采用离心获得离心力或加压（抽真空）的方式获得较大的压差，但这些方式只适用于不可压缩滤饼。 （3）过滤介质和滤饼性质 过滤介质的孔隙越大，过滤速率越高 滤饼的颗粒越大，滤饼的紧密度就大、过滤速率就高。 滤饼的厚度越厚，过滤速率就越慢。 五、各种分离方式在公司中的应用 上面介绍了分离操作的一些原理和基本概念及一些分离的影响因素，下面介绍一些这些原理在公司的应用。 1、沉降方面 （1）重力沉降应用：磺胺二甲嘧啶母液地池 磺胺二甲嘧啶的母液地池就是通过重力沉降的原理，达到固液分离的效果，上面也介绍了一些影响固液分离的因素，我们可以研究这些影响因素，增加沉降速度，达到更高的回收率。 （2）离心沉降应用：旋风分离器 旋风分离器是在气流粉碎机收集物料的装置，含尘气体以较高的线速度沿切向进入，在外筒与排气管间形成旋转向下的外旋流，到达锥底后以相同的旋向折转向上，形成内旋流，到上部排气管流出。颗粒在内、外旋转流