化工分离工程_分离过程的分类和特征.pptx

分离工程;本课程的任务和内容;学生应掌握： ◆分离过程的基本理论 ◆简捷和严格计算方法 ◆强化、改进操作途径 ◆对新分离技术有一定了解;教材：面向21世纪课程教材： 刘家祺.分离过程.北京:化学工业出版社, 2002 主要参考书: 陈洪钫,刘家祺.化工分离过程.北京:化学工业出版社, 1995;第一章 绪 论;1.1 分离过程在工业生产中的地位和作用 1.1.1分离过程在化工生产中的重要性 1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地位与作用;煤 石油 天然气 生物质 ;;例2：二甲苯生产;●加氢重整后???到：轻油 非芳烃 苯 甲苯 二甲苯 高级芳烃;总 结： ● 原料的净化与粗分 ● 反应产物的提纯 ● 药物的精制和提纯 ● 精选金属的提取 ● 食品除水、除毒、病毒分离、同位数分离 ● 三废处理;1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地位与作用 清洁工艺：生产工艺和防治污染有机的结合，将污染物减少或消灭在工艺过程中。 ——面向21世纪社会和经济可持续发展的重大课题。;化学工业污染来源：;;清洁工艺终合考虑： ● 合理的原料选择； ● 反应路径的清洁化； ● 物料分离技术的选择； ● 确定合理的流程和工艺参数。 核心： 化学反应 ——废物最小化首先考虑催化剂、反应工艺和设备。;与化工分离过程密切相关的有： ●降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、回收利用率、循环利用率； ●开发和采用新技术、新工艺、改善生产操作条件，以控制和消除污染； ●采用生产装置的闭路循环技术； ●处理生产中的副产物和废物，使之减少和消除对环境的危害； ●研究、开发和采用低物耗、低能耗、高效率的“三废”治理技术。;闭路循环系统： 将过程所产生的废物最大限度地回收和循环使用。;实现分离与再循环系统使废物最小化的方法： ●废物直接再循环 例：废水 ●进料提纯 例：氧化反应采用纯氧 ●除去分离过程中加入的附加物质 例：共沸剂、萃取剂 ●附加分离与再循环系统 例：分离废物中的有效物，循环使用;上述原因促使： 传统分离过程不断改进和发展 例：反应精馏；吸附；… 新分离方法不断出现和实现工业化应用 例：膜分离；热扩散；色层分离；…; 1.2 传质分离过程的分类和特征;1.2 传质分离过程的分类和特征;1.2.1 平衡分离过程;平衡分离过程的分离单元操作; 吸收蒸出 ;1.2.2 速率分离过程 ;;微孔过滤（MF）：;超滤（UF）：;反渗透（RO）：;渗析（D）：;电渗析（ED）：;热扩散： ;速率分离过程特点：;1.3.分离过程的集成化 目的：实现清洁工艺 使物料能量消耗最小； 经济效益、社会效益最大。;1.3.1反应过程与分离过程的耦合 目的： 改善不利的热力学和动力学因数，减少设备、操作费用、节约资源和能源。;化学吸收——化学反应与吸收相结合 被溶解的组分与吸收剂中的活性组分发生反应，增加传质推动力。 化学萃取——化学反应与萃取相结合 溶质与萃取剂反应。如：络合反应；水解；聚合 反应（催化）精馏——化学反应与精馏相结合 例：酯化、皂化、酯交换、胺化、水解… 膜反应器——优良分离性能与催化反应相结合 例：利用多孔陶瓷膜催化反应器，进行丁烯脱氢制丁二烯。丙烷脱氢制丙烯。;控制释放 将药物或其他生物活性物质以一定形式与膜结构相结合，使这些活性物质只能以一定速度通过扩散等方式释放到环境中。 膜生物传感器 由生物催化剂酶或微生物与合成膜及电极转换装置组成，模仿生物膜对化学物质的识别能力制成，为酶膜传感器和微生物传感器 。;1.3.2分离过程与分离过程的耦合;◆吸附蒸馏 气一液一固三相分离过程 吸附分离优点 ： 分离因子高，产品浓度高，能耗低。 缺点：吸附剂用量大 ，收率低。 ——形成互补 ◆电泳分离 不同蛋白质在一定pH值的缓冲溶液中，其溶解度不同，在电场作用下，这些带电的溶胶离子在介质中的泳动速度不同，实现不同蛋白质