1.3分离过程的集成化.ppt

1.3 分离过程的集成化 1.3.1 反应过程与分离过程的耦合 1.3.2 分离过程与分离过程的耦合 1.3.3 过程的集成 1.3.1 反应过程与分离过程的耦合 化学吸收： 通过溶质与溶剂中的活性组分发生反应，提高传质推动力和液相传质系数，从而提高吸收率，降低能耗和设备投资。 化学萃取： 溶质与萃取剂之间发生化学反应。 反应（催化）精馏： 反应与精馏结合，提高分离效率；同时，借助精馏手段，提高反应收率。 膜反应器： 在反应的同时，利用膜的优良分离性能，选择性的脱除产物，从而移动化学反应平衡，提高反应的收率、转化率和选择性。 控制释放： 将药物或生物活性物质与膜结构相结合，使其以一定的速度通过扩散等方式释放到环境中，从而达到控制药物浓度，延长药效时间，减少服用量和服用次数。 由酶或微生物与膜及电极转换器组成，具有很高的识别专一性，可用于在线检测。 膜生物传感器： 1.3.2 分离过程与分离过程的耦合 萃取结晶（加合结晶）： 加入有机溶剂使待结晶的无机盐水溶液中的一部分水被萃取出来，促进无机盐的结晶过程。 吸附蒸馏： 气-液-固三相分离过程，同时利用吸附选择性高、能耗低的优点和蒸馏处理量大、设备较简单、工艺成熟的优点。特别适用于共沸物和沸点相近物系的分离及需要高纯度产品的情况。 利用电场作用下，带电溶胶粒子（蛋白质）在萃取剂中泳动速度不同的性质，实现分离。 电泳萃取： 1.3.3 过程的集成 （1）传统分离过程的集成 例：共沸精馏与萃取集成 以丙酮为共沸剂将（环己烷／苯）共沸物首先分离为苯和（丙酮／环己烷）共沸物，然后以水为萃取剂，将（丙酮／环乙烷）共沸物分离为环己烷和丙酮水溶液，最后将丙酮水溶液分离得到丙酮和水。 （2）传统分离过程与膜分离的集成 例：精馏与渗透蒸发的集成 发酵液脱水制备无水乙醇。在乙醇高浓区，精馏的分离效率极低，在共沸组成处无法分离，此时利用渗透蒸发技术可越过共沸组成点，达到很高的分离程度。 发酵罐 透 醇 膜 透 水 膜 93wt% 乙醇 99.8wt% 乙醇 60wt% 乙醇 生物质 膜生物反应器 蒸 馏 渗透汽化 （取代间歇发酵可提高反应效率15－80倍） 关键是膜材料的设计与制备 膜技术节能80－90％ （3）膜过程的集成 例：超滤、反渗透与渗透蒸馏的集成