化工分离工程_分离过程的分类和特征.pptVIP

电渗析（ED）： 推动力：电化学势 传递机理：反离子经离子交换膜的迁移 膜类型：离子交换膜 浓电解质 － 极 ＋ 极 产品 阴离子交换膜 阳离子交换膜 进料 目的：溶液脱小离子，小离子溶质的浓缩、小离子的分级。 热扩散： 原理： 先建立稳定的温度梯度，气体中较轻的组分向热线方向飘逸，再建立稳定的浓度梯度，热线附近的气体由于密度较小流向上顶瓶；冷管壁附近的气体由于密度较大向下底瓶流动。 顶瓶 底瓶 温度梯度 冷壁 热线 速率分离过程特点： ■节能 ■环保优势 ■新的方法 返回 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 1.3.2分离过程与分离过程的耦合 1.3.3 过程的集成 返回 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 。 返回 1.3.2分离过程与分离过程的耦合 复合分离过程 优点：集原分离过程之所长，避其所短。 适用于: 特殊物系的分离。 ◆萃取结晶（加和结晶） 分离：①挥发度相近的组分。 ②无机盐生产（优点：节能） 溶剂可萃取出部分水。 ◆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，实现不同蛋白质的分离。 返回 1.3.3 过程的集成 一、传统分离过程的集成 合理组合传统分离过程，扬长避短，达到高效、低耗和减少污染的目的。 共沸精馏与萃取集成 环己烷 +苯 丙酮 环己烷+丙酮共沸物 纯苯 环己烷 丙酮+水 丙酮 水 水 优点：无污染 二、传统分离过程与膜分离的集成 将膜技术应用到传统分离过程中 ◆渗透蒸发 用来分离挥发性液体混合物，恒沸、近沸点物系。 ◆蒸汽渗透 例：发酵液脱水制无水乙醇 水与醇形成二元共沸物，共沸点:78.15℃， x=0.894（mol） 三、膜过程的集成 优点：取长补短 例：分离悬浮液为高固体含量物料 将超滤、反渗透、渗透蒸馏组合在一起。 返回 分离工程 本课程的任务和内容 ■地位：专业基础课 ■前期课程： 物理化学、化工原理、化工热力学 ■重点： 1.基本概念的理解 2.讨论各种分离方法的特征 3.对设计、分析能力的训练 4.提高解决问题能力 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 1.2 分离过程的分类和特征 1.3.分离过程的集成化 学习方法与要求 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