化工分離過(guò)程

化工分離過(guò)程

1本課程的任務(wù)和內(nèi)容■地位：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課■前期課程：物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)■重點(diǎn)：1.基本概念的理解2.討論各種分離方法的特征3.對(duì)設(shè)計(jì)、分析能力的訓(xùn)練4.提高解決問(wèn)題能力本課程的任務(wù)和內(nèi)容■地位：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課2學(xué)生應(yīng)掌握：◆分離過(guò)程的基本理論

◆簡(jiǎn)捷和嚴(yán)格計(jì)算方法

◆強(qiáng)化、改進(jìn)操作途徑

◆對(duì)新分離技術(shù)有一定了解學(xué)生應(yīng)掌握：3教材：陳洪鈁,劉家祺.化工分離過(guò)程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1995主要參考書(shū):劉家祺.傳質(zhì)分離過(guò)程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005劉家祺.分離過(guò)程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002賈紹義，柴誠(chéng)敬.化工傳質(zhì)與分離過(guò)程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000教材：4分離工程課件教學(xué)教材5分離工程課件教學(xué)教材6

7第一章緒論1.1分離過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用1.2

傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征1.3.分離過(guò)程的集成化1.4.化工分離過(guò)程的發(fā)展前景

學(xué)習(xí)方法與要求第一章緒論1.1分離過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用81.1分離過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用

1.1.1分離過(guò)程在化工生產(chǎn)中的重要性1.1.2

分離過(guò)程在清潔工藝中的地位與作用返回1.1分離過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用返回9什么叫分離過(guò)程？借助一定的分離劑，實(shí)現(xiàn)混合物中的組分分級(jí)、濃縮、富集、純化、精制與隔離等的過(guò)程。什么叫分離過(guò)程？借助一定的分離劑，實(shí)現(xiàn)混合物中的組分分級(jí)、濃10煤石油天然氣生物質(zhì)反應(yīng)化工原料分離產(chǎn)品一般化工生產(chǎn)過(guò)程：煤反應(yīng)化工分離產(chǎn)品一般化工生產(chǎn)過(guò)程：11例1：乙烯水合生產(chǎn)乙醇1-固定床催化反應(yīng)器；2-分凝器；3、5、9-吸收塔；4-閃蒸塔；6-粗餾塔；7-催化加氫反應(yīng)器；8-脫輕組分塔；10-產(chǎn)品塔涉及分離過(guò)程：吸收：3、5、9；

精餾：6、8、10；閃蒸：4乙烯93%產(chǎn)品廢水乙醛12345678910水循環(huán)乙烯水放空放空水氫水廢水例1：乙烯水合生產(chǎn)乙醇1-固定床催化反應(yīng)器；2-分凝器；3、12例2：二甲苯生產(chǎn)1-重整反應(yīng)器；2、13-汽液分離器；3-壓縮機(jī)；4-脫丁烷塔；5-萃取塔6-再生塔；7-甲苯塔；8-二甲苯回收塔；9-冷卻器；10-結(jié)晶器；11-異構(gòu)化反應(yīng)器；12-熔融塔放空間二甲苯和鄰二甲苯石腦油進(jìn)料混合二甲苯循環(huán)混合二甲苯125678104111391233輕烴類(lèi)非芳烴乙二醇芳烴苯和甲苯對(duì)二甲苯重芳烴H2H2H2例2：二甲苯生產(chǎn)1-重整反應(yīng)器；2、13-汽液分離器；3-壓13●加氫重整后得到：輕油非芳烴苯甲苯二甲苯高級(jí)芳烴目的產(chǎn)物目的產(chǎn)物為對(duì)二甲苯鄰二甲苯間二甲苯對(duì)二甲苯沸點(diǎn)℃144.411139.104138.351熔點(diǎn)℃﹣25.173﹣47.87213.263●原料：石腦油沸程120～230K●特點(diǎn)：●涉及到分離過(guò)程：精餾：4、7、8萃?。?、6

結(jié)晶：10●加氫重整后得到：輕油非芳烴目的產(chǎn)物目14總結(jié)：

●原料的凈化與粗分

●反應(yīng)產(chǎn)物的提純

●藥物的精制和提純

●精選金屬的提取

●食品除水、除毒、病毒分離、同位數(shù)分離

●三廢處理返回總結(jié)：返回151.1.2分離過(guò)程在清潔工藝中的地位與作用清潔工藝：生產(chǎn)工藝和防治污染有機(jī)的結(jié)合，將污染物減少或消滅在工藝過(guò)程中。

——面向21世紀(jì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。1.1.2分離過(guò)程在清潔工藝中的地位與作用16化學(xué)工業(yè)污染來(lái)源：未回收的原料未回收的產(chǎn)品有用和無(wú)用的副產(chǎn)原料中的雜質(zhì)工藝的物料省耗化學(xué)工業(yè)污染來(lái)源：未回收的原料17

廢物最小化？廢物最小化？18清潔工藝終合考慮：

●合理的原料選擇；

●反應(yīng)路徑的清潔化；

●物料分離技術(shù)的選擇；

●確定合理的流程和工藝參數(shù)。

核心：

化學(xué)反應(yīng)

——廢物最小化首先考慮催化劑、反應(yīng)工藝和設(shè)備。清潔工藝終合考慮：19與化工分離過(guò)程密切相關(guān)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、循環(huán)利用率；

●開(kāi)發(fā)和采用新技術(shù)、新工藝、改善生產(chǎn)操作條件，以控制和消除污染；

●采用生產(chǎn)裝置的閉路循環(huán)技術(shù)；

●處理生產(chǎn)中的副產(chǎn)物和廢物，使之減少和消除對(duì)環(huán)境的危害；

●研究、開(kāi)發(fā)和采用低物耗、低能耗、高效率的“三廢”治理技術(shù)。與化工分離過(guò)程密切相關(guān)的有：20閉路循環(huán)系統(tǒng)：

將過(guò)程所產(chǎn)生的廢物最大限度地回收和循環(huán)使用。原料產(chǎn)品排除111222廢物廢物1—單元過(guò)程；2—處理閉路循環(huán)系統(tǒng)：原料產(chǎn)品排除111222廢物廢物1—單元過(guò)程；21實(shí)現(xiàn)分離與再循環(huán)系統(tǒng)使廢物最小化的方法：●廢物直接再循環(huán)

例：廢水●進(jìn)料提純

例：氧化反應(yīng)采用純氧●除去分離過(guò)程中加入的附加物質(zhì)

例：共沸劑、萃取劑●附加分離與再循環(huán)系統(tǒng)

例：分離廢物中的有效物，循環(huán)使用實(shí)現(xiàn)分離與再循環(huán)系統(tǒng)使廢物最小化的方法：22上述原因促使：傳統(tǒng)分離過(guò)程不斷改進(jìn)和發(fā)展

例：反應(yīng)精餾；吸附；…新分離方法不斷出現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用

例：膜分離；熱擴(kuò)散；色層分離；…返回上述原因促使：返回23

1.2傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征一類(lèi)：機(jī)械分離特點(diǎn)：被分離物為非均相簡(jiǎn)單的將混合物分開(kāi)

如：過(guò)濾、沉降…化工原理內(nèi)容二類(lèi)：傳質(zhì)分離

包含：

平衡分離過(guò)程；速率控制分離

特點(diǎn)：被分離物為均相

1.2傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征一類(lèi)：機(jī)械分離特點(diǎn)241.2傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征1.2.1平衡分離過(guò)程1.2.2

速率分離過(guò)程返回1.2傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征1.2.1平衡分離過(guò)程251.2.1平衡分離過(guò)程分離設(shè)備混合物產(chǎn)品分離媒介分離媒介：能量、物質(zhì)、壓力平衡分離過(guò)程——借助分離媒介，使均相混合物系統(tǒng)變成兩相系統(tǒng)，再以混合物中各組分在處于相平衡的兩相中不等同的分配為依據(jù)而實(shí)現(xiàn)分配。1.2.1平衡分離過(guò)程分離設(shè)備混合物產(chǎn)品分離媒介分離媒介：26平衡分離過(guò)程的分離單元操作閃蒸原料相態(tài)：

液體分離媒介：減壓分離原理：揮發(fā)度（蒸汽壓）有較大差別工業(yè)應(yīng)用：海水淡化生產(chǎn)純水；吸收液的解吸。精餾原料相態(tài)：汽、液或汽液混合物分離媒介：熱量，有時(shí)用機(jī)械功

同上石油裂解氣的深冷分離；苯、甲苯、二甲苯的分離。平衡分離過(guò)程的分離單元操作原料分離媒介：分離原理：工業(yè)應(yīng)用：27吸收蒸出原料相態(tài)：氣體或液體分離媒介：液體吸收劑（MSA）；加入熱量（ESA）

分離原理：揮發(fā)度（蒸汽壓）有較大差別工業(yè)應(yīng)用：由催化裂化裝置主蒸塔頂產(chǎn)物中回收乙烷及較輕的烴。萃取或共沸精餾原料相態(tài)：汽、液或汽液混合物液體溶劑（MSA）或塔釜加熱（ESA）液體共沸劑（MSA）或塔釜加熱（ESA）改變?cè)芤旱南鄬?duì)揮發(fā)度

以苯酚作溶劑由沸點(diǎn)相近的非芳烴中分離芳烴；以醋酸丁酯作共沸劑從稀溶液中分離醋酸。MSAL或VLLL或VMSALV返回原料分離媒介：分離原理：工業(yè)應(yīng)用：萃取或共沸精餾原料液體溶劑281.2.2速率分離過(guò)程膜分離場(chǎng)分離1.2.2速率分離過(guò)程膜分離29速率分離:利用溶液中不同組分在某種推動(dòng)力（濃度差、壓力差、溫度差、電位差等）作用下，經(jīng)過(guò)某種介質(zhì)（半透膜）時(shí)的傳質(zhì)速率（透過(guò)率、遷移率、擴(kuò)速率）差異而實(shí)現(xiàn)分離。速率分離:30微孔過(guò)濾（MF）：推動(dòng)力：壓力差（～100kPa）傳遞機(jī)理：篩分膜類(lèi)型：多孔膜進(jìn)料（液體和氣體）溶劑、水、氣體顆粒、纖維目的：溶液脫離子，氣體脫離子微孔過(guò)濾（MF）：推動(dòng)力：壓力差（～100kPa）31超濾（UF）：推動(dòng)力：壓力差（100～1000kPa）傳遞機(jī)理：篩分膜類(lèi)型：非對(duì)稱(chēng)性膜進(jìn)料溶劑、水膠體大分子目的：溶液脫大分子，大分子溶液脫小分子，大分子分級(jí)。超濾（UF）：推動(dòng)力：壓力差（100～1000kPa）進(jìn)料溶32反滲透（RO）：推動(dòng)力：壓力差（1000～10000kPa）傳遞機(jī)理：優(yōu)先吸附毛細(xì)管流動(dòng)溶解、擴(kuò)散模型膜類(lèi)型：非對(duì)稱(chēng)性膜或復(fù)合膜進(jìn)料溶劑、水溶質(zhì)、鹽目的：溶劑脫溶質(zhì)，含小分子溶質(zhì)溶液濃縮。反滲透（RO）：推動(dòng)力：壓力差（1000～10000kPa）33滲析（D）：推動(dòng)力：濃度差傳遞機(jī)理：篩分、微孔膜內(nèi)的受阻擴(kuò)散透過(guò)物：小分子溶質(zhì)或較小的溶質(zhì)截留物：截留﹥0.02um離子、截留血液﹥0.005um離子膜類(lèi)型：非對(duì)稱(chēng)性膜或離子交換膜進(jìn)料接受液凈化液擴(kuò)散液目的：大分子溶質(zhì)溶液脫小分子，小分子溶質(zhì)溶液脫大分子。滲析（D）：推動(dòng)力：濃度差進(jìn)料接受液凈化液擴(kuò)散液目的：大分子34電滲析（ED）：推動(dòng)力：電化學(xué)勢(shì)傳遞機(jī)理：反離子經(jīng)離子交換膜的遷移膜類(lèi)型：離子交換膜濃電解質(zhì)－極＋極產(chǎn)品陰離子交換膜陽(yáng)離子交換膜進(jìn)料目的：溶液脫小離子，小離子溶質(zhì)的濃縮、小離子的分級(jí)。電滲析（ED）：推動(dòng)力：電化學(xué)勢(shì)濃電解質(zhì)－＋產(chǎn)品陰離子交換膜35

速率分離過(guò)程特點(diǎn)：■節(jié)能■環(huán)保優(yōu)勢(shì)■新的方法返回

速率分離過(guò)程特點(diǎn)：■節(jié)能返回361.3.分離過(guò)程的集成化

目的：實(shí)現(xiàn)清潔工藝

使物料能量消耗最??；

經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益最大。1.3.1反應(yīng)過(guò)程與分離過(guò)程的耦合1.3.2分離過(guò)程與分離過(guò)程的耦合1.3.3

過(guò)程的集成返回1.3.分離過(guò)程的集成化

目的：實(shí)現(xiàn)清潔工藝

371.3.1反應(yīng)過(guò)程與分離過(guò)程的耦合目的：

改善不利的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)因數(shù)，減少設(shè)備、操作費(fèi)用、節(jié)約資源和能源。1.3.1反應(yīng)過(guò)程與分離過(guò)程的耦合38化學(xué)吸收——化學(xué)反應(yīng)與吸收相結(jié)合

被溶解的組分與吸收劑中的活性組分發(fā)生反應(yīng)，增加傳質(zhì)推動(dòng)力?；瘜W(xué)萃取——化學(xué)反應(yīng)與萃取相結(jié)合

溶質(zhì)與萃取劑反應(yīng)。如：絡(luò)合反應(yīng)；水解；聚合反應(yīng)（催化）精餾——化學(xué)反應(yīng)與精餾相結(jié)合

例：酯化、皂化、酯交換、胺化、水解…膜反應(yīng)器——優(yōu)良分離性能與催化反應(yīng)相結(jié)合

例：利用多孔陶瓷膜催化反應(yīng)器，進(jìn)行丁烯脫氫制丁二烯。丙烷脫氫制丙烯。化學(xué)吸收——化學(xué)反應(yīng)與吸收相結(jié)合39控制釋放

將藥物或其他生物活性物質(zhì)以一定形式與膜結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使這些活性物質(zhì)只能以一定速度通過(guò)擴(kuò)散等方式釋放到環(huán)境中。膜生物傳感器

由生物催化劑酶或微生物與合成膜及電極轉(zhuǎn)換裝置組成，模仿生物膜對(duì)化學(xué)物質(zhì)的識(shí)別能力制成，為酶膜傳感器和微生物傳感器。返回控制釋放返回401.3.2分離過(guò)程與分離過(guò)程的耦合

復(fù)合分離過(guò)程優(yōu)點(diǎn)：集原分離過(guò)程之所長(zhǎng)，避其所短。適用于:特殊物系的分離?！糨腿〗Y(jié)晶（加和結(jié)晶）分離：①揮發(fā)度相近的組分。②無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)（優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能）

溶劑可萃取出部分水。

1.3.2分離過(guò)程與分離過(guò)程的耦合復(fù)合分離過(guò)程41◆吸附蒸餾氣一液一固三相分離過(guò)程吸附分離優(yōu)點(diǎn)：

分離因子高，產(chǎn)品濃度高，能耗低。缺點(diǎn)：吸附劑用量大，收率低?！纬苫パa(bǔ)◆電泳分離不同蛋白質(zhì)在一定pH值的緩沖溶液中，其溶解度不同，在電場(chǎng)作用下，這些帶電的溶膠離子在介質(zhì)中的泳動(dòng)速度不同，實(shí)現(xiàn)不同蛋白質(zhì)的分離。返回◆吸附蒸餾返回421.3.3過(guò)程的集成一、傳統(tǒng)分離過(guò)程的集成合理組合傳統(tǒng)分離過(guò)程，揚(yáng)長(zhǎng)避短，達(dá)到高效、低耗和減少污染的目的。共沸精餾與萃取集成環(huán)己烷+苯丙酮環(huán)己烷+丙酮共沸物純苯環(huán)己烷丙酮+水丙酮水水優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染1.3.3過(guò)程的集成一、傳統(tǒng)分離過(guò)程的集成環(huán)己烷+苯丙酮43二、傳統(tǒng)分離過(guò)程與膜分離的集成將膜技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)分離過(guò)程中◆滲透蒸發(fā)用來(lái)分離揮發(fā)性液體混合物，恒沸、近沸點(diǎn)物系?！粽羝麧B透例：發(fā)酵液脫水制無(wú)水乙醇水與醇形成二元共沸物，共沸點(diǎn):78.15℃，x=0.894（mol）三、膜過(guò)程的集成優(yōu)點(diǎn)：取長(zhǎng)補(bǔ)短例：分離懸浮液為高固體含量物料將超濾、反滲透、滲透蒸餾組合在一起。返回二、傳統(tǒng)分離過(guò)程與膜分離的集成返回441.4化工分離過(guò)程的發(fā)展前景及機(jī)遇1.4.1化工分離過(guò)程的發(fā)展前景1.低成本的O2，氮?dú)夂拖∮袣怏wAr，Ke，Xe的分離方法2.低成本的H2的分離方法3.酸性氣體脫除4.CO2、CH4等溫室氣體的捕集方法5.有機(jī)物/有機(jī)物分離6.稀溶液分離1.4化工分離過(guò)程的發(fā)展前景及機(jī)遇1.4.1化工分離過(guò)程的發(fā)457.異構(gòu)體及手性物質(zhì)分離8.清潔燃料的生產(chǎn)9.超純化合物的制備10.熱敏性化合物的分離11.海水淡化和水資源循環(huán)利用12.飲用水的制造13.生物質(zhì)加工利用14.同位素分離15.精餾技術(shù)的改進(jìn)7.異構(gòu)體及手性物質(zhì)分離46舉例：神舟四號(hào)蛋白質(zhì)空間電泳分離試驗(yàn)地面上的重力影響使分離過(guò)程中出現(xiàn)沉降和對(duì)流現(xiàn)象，大大降低了生物材料的分離純度和產(chǎn)量?？蒲腥藛T以細(xì)胞色素C和牛血蛋白兩種蛋白質(zhì)為材料，在太空中進(jìn)行連續(xù)自由流電泳分離試驗(yàn)，提高電泳技術(shù)的制備能力，使之成為未來(lái)空間制藥的重要途徑。舉例：神舟四號(hào)蛋白質(zhì)空間電泳分離試驗(yàn)地面上的重力影響使分離過(guò)47美國(guó)20世紀(jì)80年代在航天飛機(jī)上成功地進(jìn)行了垂體細(xì)胞、生長(zhǎng)激素等多種細(xì)胞和蛋白的分離，證實(shí)了其分離物的純度和制備量均比地面有很大提高。美國(guó)20世紀(jì)80年代在航天飛機(jī)上成功地進(jìn)行了垂體細(xì)胞、生長(zhǎng)481.4.2化工分離過(guò)程的發(fā)展機(jī)遇1.提高分離過(guò)程的選擇性2.從稀溶液中濃縮溶質(zhì)3.界面現(xiàn)象及其調(diào)控4.提高分離過(guò)程的速率和能力5.開(kāi)發(fā)分離設(shè)備的適宜型式6.提高分離系統(tǒng)的能量效率7.研制新型高效分離介質(zhì)1.4.2化工分離過(guò)程的發(fā)展機(jī)遇1.提高分離過(guò)程的選擇性49總之，化工分離過(guò)程的總趨勢(shì)為多樣化、精細(xì)化、潔凈化?？傊?，化工分離過(guò)程的總趨勢(shì)為多樣化、精細(xì)化、潔凈化。50化工分離過(guò)程

化工分離過(guò)程

51本課程的任務(wù)和內(nèi)容■地位：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課■前期課程：物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)■重點(diǎn)：1.基本概念的理解2.討論各種分離方法的特征3.對(duì)設(shè)計(jì)、分析能力的訓(xùn)練4.提高解決問(wèn)題能力本課程的任務(wù)和內(nèi)容■地位：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課52學(xué)生應(yīng)掌握：◆分離過(guò)程的基本理論

◆簡(jiǎn)捷和嚴(yán)格計(jì)算方法

◆強(qiáng)化、改進(jìn)操作途徑

◆對(duì)新分離技術(shù)有一定了解學(xué)生應(yīng)掌握：53教材：陳洪鈁,劉家祺.化工分離過(guò)程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1995主要參考書(shū):劉家祺.傳質(zhì)分離過(guò)程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005劉家祺.分離過(guò)程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002賈紹義，柴誠(chéng)敬.化工傳質(zhì)與分離過(guò)程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000教材：54分離工程課件教學(xué)教材55分離工程課件教學(xué)教材56

57第一章緒論1.1分離過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用1.2

傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征1.3.分離過(guò)程的集成化1.4.化工分離過(guò)程的發(fā)展前景

學(xué)習(xí)方法與要求第一章緒論1.1分離過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用581.1分離過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用

1.1.1分離過(guò)程在化工生產(chǎn)中的重要性1.1.2

分離過(guò)程在清潔工藝中的地位與作用返回1.1分離過(guò)程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用返回59什么叫分離過(guò)程？借助一定的分離劑，實(shí)現(xiàn)混合物中的組分分級(jí)、濃縮、富集、純化、精制與隔離等的過(guò)程。什么叫分離過(guò)程？借助一定的分離劑，實(shí)現(xiàn)混合物中的組分分級(jí)、濃60煤石油天然氣生物質(zhì)反應(yīng)化工原料分離產(chǎn)品一般化工生產(chǎn)過(guò)程：煤反應(yīng)化工分離產(chǎn)品一般化工生產(chǎn)過(guò)程：61例1：乙烯水合生產(chǎn)乙醇1-固定床催化反應(yīng)器；2-分凝器；3、5、9-吸收塔；4-閃蒸塔；6-粗餾塔；7-催化加氫反應(yīng)器；8-脫輕組分塔；10-產(chǎn)品塔涉及分離過(guò)程：吸收：3、5、9；

精餾：6、8、10；閃蒸：4乙烯93%產(chǎn)品廢水乙醛12345678910水循環(huán)乙烯水放空放空水氫水廢水例1：乙烯水合生產(chǎn)乙醇1-固定床催化反應(yīng)器；2-分凝器；3、62例2：二甲苯生產(chǎn)1-重整反應(yīng)器；2、13-汽液分離器；3-壓縮機(jī)；4-脫丁烷塔；5-萃取塔6-再生塔；7-甲苯塔；8-二甲苯回收塔；9-冷卻器；10-結(jié)晶器；11-異構(gòu)化反應(yīng)器；12-熔融塔放空間二甲苯和鄰二甲苯石腦油進(jìn)料混合二甲苯循環(huán)混合二甲苯125678104111391233輕烴類(lèi)非芳烴乙二醇芳烴苯和甲苯對(duì)二甲苯重芳烴H2H2H2例2：二甲苯生產(chǎn)1-重整反應(yīng)器；2、13-汽液分離器；3-壓63●加氫重整后得到：輕油非芳烴苯甲苯二甲苯高級(jí)芳烴目的產(chǎn)物目的產(chǎn)物為對(duì)二甲苯鄰二甲苯間二甲苯對(duì)二甲苯沸點(diǎn)℃144.411139.104138.351熔點(diǎn)℃﹣25.173﹣47.87213.263●原料：石腦油沸程120～230K●特點(diǎn)：●涉及到分離過(guò)程：精餾：4、7、8萃?。?、6

結(jié)晶：10●加氫重整后得到：輕油非芳烴目的產(chǎn)物目64總結(jié)：

●原料的凈化與粗分

●反應(yīng)產(chǎn)物的提純

●藥物的精制和提純

●精選金屬的提取

●食品除水、除毒、病毒分離、同位數(shù)分離

●三廢處理返回總結(jié)：返回651.1.2分離過(guò)程在清潔工藝中的地位與作用清潔工藝：生產(chǎn)工藝和防治污染有機(jī)的結(jié)合，將污染物減少或消滅在工藝過(guò)程中。

——面向21世紀(jì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。1.1.2分離過(guò)程在清潔工藝中的地位與作用66化學(xué)工業(yè)污染來(lái)源：未回收的原料未回收的產(chǎn)品有用和無(wú)用的副產(chǎn)原料中的雜質(zhì)工藝的物料省耗化學(xué)工業(yè)污染來(lái)源：未回收的原料67

廢物最小化？廢物最小化？68清潔工藝終合考慮：

●合理的原料選擇；

●反應(yīng)路徑的清潔化；

●物料分離技術(shù)的選擇；

●確定合理的流程和工藝參數(shù)。

核心：

化學(xué)反應(yīng)

——廢物最小化首先考慮催化劑、反應(yīng)工藝和設(shè)備。清潔工藝終合考慮：69與化工分離過(guò)程密切相關(guān)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、循環(huán)利用率；

●開(kāi)發(fā)和采用新技術(shù)、新工藝、改善生產(chǎn)操作條件，以控制和消除污染；

●采用生產(chǎn)裝置的閉路循環(huán)技術(shù)；

●處理生產(chǎn)中的副產(chǎn)物和廢物，使之減少和消除對(duì)環(huán)境的危害；

●研究、開(kāi)發(fā)和采用低物耗、低能耗、高效率的“三廢”治理技術(shù)。與化工分離過(guò)程密切相關(guān)的有：70閉路循環(huán)系統(tǒng)：

將過(guò)程所產(chǎn)生的廢物最大限度地回收和循環(huán)使用。原料產(chǎn)品排除111222廢物廢物1—單元過(guò)程；2—處理閉路循環(huán)系統(tǒng)：原料產(chǎn)品排除111222廢物廢物1—單元過(guò)程；71實(shí)現(xiàn)分離與再循環(huán)系統(tǒng)使廢物最小化的方法：●廢物直接再循環(huán)

例：廢水●進(jìn)料提純

例：氧化反應(yīng)采用純氧●除去分離過(guò)程中加入的附加物質(zhì)

例：共沸劑、萃取劑●附加分離與再循環(huán)系統(tǒng)

例：分離廢物中的有效物，循環(huán)使用實(shí)現(xiàn)分離與再循環(huán)系統(tǒng)使廢物最小化的方法：72上述原因促使：傳統(tǒng)分離過(guò)程不斷改進(jìn)和發(fā)展

例：反應(yīng)精餾；吸附；…新分離方法不斷出現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用

例：膜分離；熱擴(kuò)散；色層分離；…返回上述原因促使：返回73

1.2傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征一類(lèi)：機(jī)械分離特點(diǎn)：被分離物為非均相簡(jiǎn)單的將混合物分開(kāi)

如：過(guò)濾、沉降…化工原理內(nèi)容二類(lèi)：傳質(zhì)分離

包含：

平衡分離過(guò)程；速率控制分離

特點(diǎn)：被分離物為均相

1.2傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征一類(lèi)：機(jī)械分離特點(diǎn)741.2傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征1.2.1平衡分離過(guò)程1.2.2

速率分離過(guò)程返回1.2傳質(zhì)分離過(guò)程的分類(lèi)和特征1.2.1平衡分離過(guò)程751.2.1平衡分離過(guò)程分離設(shè)備混合物產(chǎn)品分離媒介分離媒介：能量、物質(zhì)、壓力平衡分離過(guò)程——借助分離媒介，使均相混合物系統(tǒng)變成兩相系統(tǒng)，再以混合物中各組分在處于相平衡的兩相中不等同的分配為依據(jù)而實(shí)現(xiàn)分配。1.2.1平衡分離過(guò)程分離設(shè)備混合物產(chǎn)品分離媒介分離媒介：76平衡分離過(guò)程的分離單元操作閃蒸原料相態(tài)：

液體分離媒介：減壓分離原理：揮發(fā)度（蒸汽壓）有較大差別工業(yè)應(yīng)用：海水淡化生產(chǎn)純水；吸收液的解吸。精餾原料相態(tài)：汽、液或汽液混合物分離媒介：熱量，有時(shí)用機(jī)械功

同上石油裂解氣的深冷分離；苯、甲苯、二甲苯的分離。平衡分離過(guò)程的分離單元操作原料分離媒介：分離原理：工業(yè)應(yīng)用：77吸收蒸出原料相態(tài)：氣體或液體分離媒介：液體吸收劑（MSA）；加入熱量（ESA）

分離原理：揮發(fā)度（蒸汽壓）有較大差別工業(yè)應(yīng)用：由催化裂化裝置主蒸塔頂產(chǎn)物中回收乙烷及較輕的烴。萃取或共沸精餾原料相態(tài)：汽、液或汽液混合物液體溶劑（MSA）或塔釜加熱（ESA）液體共沸劑（MSA）或塔釜加熱（ESA）改變?cè)芤旱南鄬?duì)揮發(fā)度

以苯酚作溶劑由沸點(diǎn)相近的非芳烴中分離芳烴；以醋酸丁酯作共沸劑從稀溶液中分離醋酸。MSAL或VLLL或VMSALV返回原料分離媒介：分離原理：工業(yè)應(yīng)用：萃取或共沸精餾原料液體溶劑781.2.2速率分離過(guò)程膜分離場(chǎng)分離1.2.2速率分離過(guò)程膜分離79速率分離:利用溶液中不同組分在某種推動(dòng)力（濃度差、壓力差、溫度差、電位差等）作用下，經(jīng)過(guò)某種介質(zhì)（半透膜）時(shí)的傳質(zhì)速率（透過(guò)率、遷移率、擴(kuò)速率）差異而實(shí)現(xiàn)分離。速率分離:80微孔過(guò)濾（MF）：推動(dòng)力：壓力差（～100kPa）傳遞機(jī)理：篩分膜類(lèi)型：多孔膜進(jìn)料（液體和氣體）溶劑、水、氣體顆粒、纖維目的：溶液脫離子，氣體脫離子微孔過(guò)濾（MF）：推動(dòng)力：壓力差（～100kPa）81超濾（UF）：推動(dòng)力：壓力差（100～1000kPa）傳遞機(jī)理：篩分膜類(lèi)型：非對(duì)稱(chēng)性膜進(jìn)料溶劑、水膠體大分子目的：溶液脫大分子，大分子溶液脫小分子，大分子分級(jí)。超濾（UF）：推動(dòng)力：壓力差（100～1000kPa）進(jìn)料溶82反滲透（RO）：推動(dòng)力：壓力差（1000～10000kPa）傳遞機(jī)理：優(yōu)先吸附毛細(xì)管流動(dòng)溶解、擴(kuò)散模型膜類(lèi)型：非對(duì)稱(chēng)性膜或復(fù)合膜進(jìn)料溶劑、水溶質(zhì)、鹽目的：溶劑脫溶質(zhì)，含小分子溶質(zhì)溶液濃縮。反滲透（RO）：推動(dòng)力：壓力差（1000～10000kPa）83滲析（D）：推動(dòng)力：濃度差傳遞機(jī)理：篩分、微孔膜內(nèi)的受阻擴(kuò)散透過(guò)物：小分子溶質(zhì)或較小的溶質(zhì)截留物：截留﹥0.02um離子、截留血液﹥0.005um離子膜類(lèi)型：非對(duì)稱(chēng)性膜或離子交換膜進(jìn)料接受液凈化液擴(kuò)散液目的：大分子溶質(zhì)溶液脫小分子，小分子溶質(zhì)溶液脫大分子。滲析（D）：推動(dòng)力：濃度差進(jìn)料接受液凈化液擴(kuò)散液目的：大分子84電滲析（ED）：推動(dòng)力：電化學(xué)勢(shì)傳遞機(jī)理：反離子經(jīng)離子交換膜的遷移膜類(lèi)型：離子交換膜濃電解質(zhì)－極＋極產(chǎn)品陰離子交換膜陽(yáng)離子交換膜進(jìn)料目的：溶液脫小離子，小離子溶質(zhì)的濃縮、小離子的分級(jí)。電滲析（ED）：推動(dòng)力：電化學(xué)勢(shì)濃電解質(zhì)－＋產(chǎn)品陰離子交換膜85

速率分離過(guò)程特點(diǎn)：■節(jié)能■環(huán)保優(yōu)勢(shì)■新的方法返回

速率分離過(guò)程特點(diǎn)：■節(jié)能返回861.3.分離過(guò)程的集成化

目的：實(shí)現(xiàn)清潔工藝

使物料能量消耗最??；

經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益最大。1.3.1反應(yīng)過(guò)程與分離過(guò)程的耦合1.3.2分離過(guò)程與分離過(guò)程的耦合1.3.3

過(guò)程的集成返回1.3.分離過(guò)程的集成化

目的：實(shí)現(xiàn)清潔工藝

871.3.1反應(yīng)過(guò)程與分離過(guò)程的耦合目的：

改善不利的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)因數(shù)，減少設(shè)備、操作費(fèi)用、節(jié)約資源和能源。1.3.1反應(yīng)過(guò)程與分離過(guò)程的耦合88化學(xué)吸收——化學(xué)反應(yīng)與吸收相結(jié)合

被溶解的組分與吸收劑中的活性組分發(fā)生反應(yīng)，增加傳質(zhì)推動(dòng)力?；瘜W(xué)萃取——化學(xué)反應(yīng)與萃取相結(jié)合

溶質(zhì)與萃取劑反應(yīng)。如：絡(luò)合反應(yīng)；水解；聚合反應(yīng)（催化）精餾——化學(xué)反應(yīng)與精餾相結(jié)合

例：酯化、皂化、酯交換、胺化、水解…膜反應(yīng)器——優(yōu)良分離性能與催化反應(yīng)相結(jié)合

例：利用多孔陶瓷膜催化反應(yīng)器，進(jìn)行丁烯脫氫制丁二烯。丙烷脫氫制丙烯?；瘜W(xué)吸收——化學(xué)反應(yīng)與吸收相結(jié)合89控制釋放

將藥物或其他生物活性物質(zhì)以一定形式與膜結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使這些活性物質(zhì)只能以一定速度通過(guò)擴(kuò)散等方式釋放到環(huán)境中。膜生物傳感器

由生物催化劑酶或微生物與合成膜及電極轉(zhuǎn)換裝置組成，模仿生物膜對(duì)化學(xué)物質(zhì)的識(shí)別能力制成，為酶膜傳感器和微生物傳感器。返回控制釋放返回901.3.2分離過(guò)程與分離過(guò)程的耦合

復(fù)合分離過(guò)程優(yōu)點(diǎn)：集原分離過(guò)程之所長(zhǎng)，避其所短。適用于:特殊物系的分離?！糨腿〗Y(jié)晶（加和結(jié)晶）分離：①揮發(fā)度相近的組分。②無(wú)機(jī)鹽生產(chǎn)（優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能）

溶劑可萃取出部分水。

1.3.2分離過(guò)程與分離過(guò)程的耦合復(fù)合分離過(guò)程91◆吸附蒸餾氣一液一固三相分離過(guò)程吸附分離優(yōu)點(diǎn)：