化工分离绪论解析.ppt

化工分离过程 第一章绪论 §1.1 分离工程的研究 内容和重要性 例1：乙烯水合生产乙醇 §1.2 分离过程的特征与分类 §1.3 分离因子 超临界流体，是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。超临界流体的密度较大，与液体相仿，而它的粘度又较接近于气体。超临界流体是一种十分理想的萃取剂。 超临界CO2流体萃取（SFE）分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。 * * * * * 1915年麻省理工学院的利特尔首先提出单元操作的概念，指出任何化工生产过程，无论其规模大小都可以用一系列称为单元操作的技术来解决。 由于对二甲苯与其异构体的熔点差别较大，考虑用结晶方法分离 利用压力差如超滤 焦化苯精馏装置 烟气脱硫吸收塔 萃取塔 Separation Processes in Chemical Engineering 教学内容 chap1 绪论 chap2 单级平衡过程 chap3 多组分多级分 离过程分析与 简捷计算 chap4 多组分多级分 离的严格计算 chap6 分离过程的节能 chap7 膜分离和反应精馏 §1.1 分离工程的研究 内容和重要性 §1.2 分离过程的特 征与分类 §1.3 分离因子 20世纪初 (化工单元操作的概念) 20世纪中叶 (分离工程 理论的形成和完善) 20世纪后期(分离应用领域的拓宽 与推广) 一、化工过程 原料 预处理 反应 粗产品 产品 精制 三废 化工过程的特点： 以物料的物理和化学变化及加工处理为特征的过程 。 （化工厂的心脏） （化工厂的嘴和消化系统） 二、分离过程的重要性 1、预处理： 分离可以保证原料的纯度，避免催化剂中毒； 2、反应产物的分离： 粗产品一般为混合物 反应器 分离设备 两类关键设备 产物 未反应物 副产物 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 涉及分离过程：吸收：3、5、9； 精馏：6、8、10；闪蒸：4；分凝器：2 乙烯 93% 产品 废水 乙醚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 水 循环乙烯 水 放空 放空 水 氢 水 废水 化工厂中分离设备投资约占总投资的50～90％ ！！！ 鲁西化工集团 三、分离工程的研究内容 分离过程： 将一混合物转变组成互不相同的两种或几种产品的那些操作 分离工程： 研究过程工业中物质分离与提纯的工程学科。 研究目的： ① 选择好的分离方法、流程和操作条件； ② 分离装置的选型与设计。 13.263 ﹣47.872 ﹣25.173 熔点℃ 138.351 139.104 144.411 沸点℃ 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯 Ex： 一、分离过程的特征 分离过程为熵减小的过程，不能自发进行，要使其进行，必须外界对其做功（施加分离剂） 分离剂 能量 (ESA) 物质 (MSA) 热、 离心力、 如： 过滤介质、 吸附剂、 如： 吸收剂、 离子交换树脂 电 压力、 混合物 （气、液、固） 分 离 装 置 产品1 产品2 产品n 能量分离剂 ESA 质量分离剂 MSA 极限程度＝ 热力学 分离速率＝ 动力学 二、分离过程的分类 1 根据分离剂不同 (1) 能量分离剂过程： 精馏、 (2) 质量分离剂过程： 蒸发、 干燥、 电泳 如 吸收、 吸附、 过滤 如 2 根据原料物流的状态 (1) 机械分离： 过滤、 旋风分离、 如 沉降、 离心分离 处理对象： 非均相混合物 特点： 相间无物质传递 (2) 传质分离：（本课程重点讨论的内容 ） 特点： 相间有质量传递， 可以在均相中进行 ， 也可以在非均相中进行 。 A、平衡分离 （蒸馏、吸收、吸附、萃取、离子交换等） 包括： 气液传质过程 （蒸馏、吸收）； 液液传质过程 （萃取）； 气固传质过程 （吸附）； 液固传质过程 （离子交换、浸取） 对象： 处于不同相态 分离依据： 利用两相平衡组成不等的原理 均相混合物 SA 两相 B、速率控制分离 包括： 膜分离 （如反渗透 RO、超滤 UF、微滤 MF ）； 场分离 （如电泳） ； 对象： 处于同一相态 分离依据： 利用各组分传质速度的