分離技術(shù)——緒論9/6/20231分離技術(shù)——緒論8/3/20231主要內(nèi)容新型分離技術(shù)概念與進(jìn)展分離技術(shù)選擇的一般規(guī)則9/6/20232主要內(nèi)容新型分離技術(shù)概念與進(jìn)展8/3/20232新型分離技術(shù)概念與進(jìn)展9/6/20233新型分離技術(shù)概念與進(jìn)展8/3/20233各種分離技術(shù)的成熟度和應(yīng)用度9/6/20234各種分離技術(shù)的成熟度和應(yīng)用度8/3/20234新型分離技術(shù)第1類——對傳統(tǒng)技術(shù)或方法加以改良的分離技術(shù)：超臨界流體萃取、色譜分離、分子精餾等；第2類——基于材料科學(xué)發(fā)展形成的分離技術(shù)：反滲透、超濾、氣體分離、滲透汽化等膜技術(shù)與親和分離、印記分離；第3類——基于場分離技術(shù)：磁場分離、電場分離；第4類——二種分離或分離與反應(yīng)耦合、集成分離技術(shù)：反應(yīng)精餾、膜反應(yīng)器等。9/6/20235新型分離技術(shù)第1類——對傳統(tǒng)技術(shù)或方法加以改良的分離技術(shù)：超基于傳統(tǒng)分離方法的新型分離技術(shù)傳統(tǒng)化工分離技術(shù)：蒸餾、萃取、吸收、吸附等。在工業(yè)過程產(chǎn)物的提取、分離、濃縮與純化方面起到重要作用。絕大多數(shù)的化工產(chǎn)物的生產(chǎn)離不開這些分離過程。9/6/20236基于傳統(tǒng)分離方法的新型分離技術(shù)傳統(tǒng)化工分離技術(shù)：蒸餾、萃取、特種蒸餾技術(shù)萃取精餾

待分離的二元混合液中加入的第三組分能改變原液組分的蒸汽壓，使原液組分的相對揮發(fā)度增大，而達(dá)到混合物在塔內(nèi)分離的技術(shù)。恒沸精餾

待分離二元混合液中加入的第三組分能與原液中的一個或兩個組分形成最低恒沸物，形成恒沸物－純組分徑流體系，達(dá)到混合物在塔內(nèi)分離的技術(shù)。加鹽精餾

待分離含水有機(jī)混合液中加入鹽，會產(chǎn)生鹽析或鹽溶效應(yīng)，增大有機(jī)物的相對揮發(fā)度；或使共沸點(diǎn)發(fā)生位移，甚至消失，由此達(dá)到混合物在塔內(nèi)分離的技術(shù)。9/6/20237特種蒸餾技術(shù)萃取精餾8/3/20237特種蒸餾技術(shù)反應(yīng)（催化）精餾

在物料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的同時，耦合精餾及時將生成的產(chǎn)物移走或去除，使反應(yīng)朝有利的方向進(jìn)行的一種反應(yīng)－分離技術(shù)。

分子精餾

輕、重不同的分子受熱從液面逸出到氣相時，其分子運(yùn)動平均自由程不同，利用輕分子比重分子的分子平均自由程大，使輕分子到達(dá)冷凝板冷凝來實(shí)現(xiàn)輕重分子分離的技術(shù)。膜蒸餾

利用微孔膜的疏水性、以及由膜兩側(cè)的溫差所導(dǎo)致的兩側(cè)水蒸汽壓差，使易揮發(fā)組分的水蒸汽從膜孔透過，來達(dá)到溶液濃縮的一種新技術(shù)。9/6/20238特種蒸餾技術(shù)反應(yīng)（催化）精餾8/3/20238分子蒸餾技術(shù)原理9/6/20239分子蒸餾技術(shù)原理8/3/20239新型萃取技術(shù)超臨界萃取

（supercriticalfluidextraction）

以超臨界流體為萃取劑，利用其對脂肪酸、植物堿、醚類、酮、甘油脂等物質(zhì)具有溶解作用，從固態(tài)或液態(tài)混合物中將這些物質(zhì)提取出來的技術(shù)。雙水相萃取

（aqueoustwo-phaseextraction）

某些親水性高分子聚合物的水溶性超過一定濃度后可形成兩相，利用待分離組分在兩水相中的分配系數(shù)差異來分離的萃取技術(shù)。9/6/202310新型萃取技術(shù)超臨界萃?。╯upercriticalflu新型萃取技術(shù)凝膠萃取

（gelextraction）

利用凝膠在溶劑中的溶脹與收縮特性、以及凝膠網(wǎng)絡(luò)對大分子、微粒等的排斥作用來實(shí)現(xiàn)溶液中特定組分分離與濃縮的技術(shù)。

膜基萃取

（membranebasedextraction）

利用微孔膜的親水或疏水性，使萃取劑與萃取液的兩相傳質(zhì)界面固定在膜的一側(cè)表面上，來實(shí)現(xiàn)萃取的一種新技術(shù)支撐液膜萃取

（supportliquidmembraneextraction）

支撐液膜孔內(nèi)充滿膜溶劑，將料液相與反萃相分隔，實(shí)現(xiàn)滲透溶質(zhì)的選擇性萃取回收或去除的分離技術(shù)。9/6/202311新型萃取技術(shù)凝膠萃?。╣elextraction）8/反相膠團(tuán)萃取二-（3-乙基己基）琥珀酸酯磺酸鈉（AOT）9/6/202312反相膠團(tuán)萃取二-（3-乙基己基）琥珀酸酯磺酸鈉（AOT）新型吸附、離子交換與色譜技術(shù)吸附分離

基于吸附劑與溶質(zhì)間的物理力或化學(xué)結(jié)合力，使溶液中的有機(jī)溶質(zhì)或其它親物質(zhì)的吸附，達(dá)到有機(jī)物的脫除或溶液的純化。

離子交換

基于離子交換樹脂對不同離子親和力差異，實(shí)現(xiàn)二種離子的交換平衡，達(dá)到離子去除與溶液純化的分離技術(shù)。色譜分離

利用不同組分在固定相和流動相之間的相平衡差異，使得各組分在固定相內(nèi)的保留能力不同而達(dá)到分離的一種技術(shù)。根據(jù)固定相的性質(zhì)，可分為吸附色譜、離子色譜、親和色譜、凝膠色譜等。9/6/202313新型吸附、離子交換與色譜技術(shù)吸附分離8/3/202313各種膜分離技術(shù)應(yīng)用狀況9/6/202314各種膜分離技術(shù)應(yīng)用狀況8/3/202314

幾種工業(yè)化膜過程的基本特征

9/6/202315幾種工業(yè)化膜過程的基本特征8/3/202315基于場效應(yīng)的分離技術(shù)重力場、壓力場、離心力場分離

利用外加力場的作用，使混合物中各組分本身特征帶來其在場內(nèi)運(yùn)動的特性差異，由此來達(dá)到分離的技術(shù)。磁場分離利用不同物質(zhì)在磁場中具有不同磁性的特點(diǎn)來分離混合物的技術(shù)。9/6/202316基于場效應(yīng)的分離技術(shù)重力場、壓力場、離心力場分離8/3/20力場中速度差分離原理與改進(jìn)重力場的能源成本為零9/6/202317力場中速度差分離原理與改進(jìn)重力場的能源成本為零8/3/202基于場效應(yīng)的分離技術(shù)靜電除塵

荷電粒子置于電場時會向著與其電荷相反方向移動，利用荷電粒子的移動速度及方向差異來進(jìn)行分離的技術(shù)。電泳

利用分子大小、荷電性與荷電量、以及溶液的酸堿度（pH）等的差異。雙極膜水解離

利用陰、陽離子膜復(fù)合而成的雙極膜，在直流電場的作用下，使雙極膜間的水解離并使OH－和H＋分別透過陰、陽膜來實(shí)現(xiàn)酸或堿回收、食鹽的電解等。9/6/202318基于場效應(yīng)的分離技術(shù)靜電除塵8/3/202318電泳分離技術(shù)指帶電粒子在電場中朝與自身帶相反電荷的電極移動的現(xiàn)象CATHODEANODE+--+9/6/202319電泳分離技術(shù)指帶電粒子在電場中朝與自身帶相反電荷的電極移動的用支持體的電泳技術(shù)1.濾紙電泳2.醋酸纖維薄膜電泳3.薄層電泳4.非凝膠性支持體區(qū)帶電泳（淀粉，纖維素粉，玻璃粉，硅膠等）5.凝膠支持體區(qū)帶電泳（聚丙烯酰胺凝膠，瓊脂糖凝膠）不用支持體的電泳技術(shù)

Tiselius或微量電泳

操作形式：1.區(qū)帶電泳2.等速電泳3.等電點(diǎn)電泳電泳形式分類9/6/202320用支持體的電泳技術(shù)1.濾紙電泳2.醋酸纖維薄膜電泳3.薄層平板型電場除塵技術(shù)9/6/202321平板型電場除塵技術(shù)8/3/202321雙極膜結(jié)構(gòu)示意圖9/6/202322雙極膜結(jié)構(gòu)示意圖8/3/202322雙極膜電滲析過程示意圖9/6/202323雙極膜電滲析過程示意圖8/3/202323光催化反應(yīng)凈化空氣9/6/202324光催化反應(yīng)凈化空氣8/3/202324耦合與集成分離技術(shù)將反應(yīng)與分離、或分離與分離兩種或兩種以上的單元操作耦合或結(jié)合在一起，并用于工業(yè)分離的過程稱為集成過程（integratedprocess），或雜化過程（Hybridprocess）。集成過程的最大特點(diǎn)：為實(shí)現(xiàn)物料與能量消耗的最小化、工藝過程效率的最大化，或?yàn)檫_(dá)到清潔生產(chǎn)的目的，或?yàn)閷?shí)現(xiàn)混合物的最優(yōu)分離和獲得最佳的產(chǎn)物濃度。9/6/202325耦合與集成分離技術(shù)將反應(yīng)與分離、或分離與分離兩種或兩種以上的耦合與集成技術(shù)傳統(tǒng)單元操作間的集成反應(yīng)－分離的耦合與集成9/6/202326耦合與集成技術(shù)8/3/202326蒸餾－共沸精餾制取無水酒精9/6/202327蒸餾－共沸精餾制取無水酒精8/3/202327異丙醇脫水的蒸餾－滲透汽化工

（一級PV）9/6/202328異丙醇脫水的蒸餾－滲透汽化工

（一級PV）8/3/20232精餾－滲透汽化工藝制取無水乙醇

（二級PV）

9/6/202329精餾－滲透汽化工藝制取無水乙醇

（二級PV）8/3/202精餾－滲透汽化工藝制取無水乙醇

（三級PV）

9/6/202330精餾－滲透汽化工藝制取無水乙醇

（三級PV）8/3/20精餾－滲透汽化工藝用于乙醇脫水

（中間PV）9/6/202331精餾－滲透汽化工藝用于乙醇脫水

（中間PV）8/3/2023反應(yīng)-精餾-側(cè)線滲透汽化集成工藝9/6/202332反應(yīng)-精餾-側(cè)線滲透汽化集成工藝8/3/202332反應(yīng)－精餾－滲透汽化集成工藝制

乙基叔丁基醚9/6/202333反應(yīng)－精餾－滲透汽化集成工藝制

乙基叔丁基醚8/3/2023滲透汽化－精餾集成工藝制碳酸二甲酯

9/6/202334滲透汽化－精餾集成工藝制碳酸二甲酯8/3/202334精餾－滲透汽化集成工藝制二甲基乙二醇

9/6/202335精餾－滲透汽化集成工藝制二甲基乙二醇8/3/202335苯/環(huán)己烷滲透汽化－精餾集成分離系統(tǒng)9/6/202336苯/環(huán)己烷滲透汽化－精餾集成分離系統(tǒng)8/3/202336NewReferenceJ.D.Seader,Separationprocessesprincipleswithprocesssimulatorsinchem.eng.setJohnWiley&Sons,20039/6/202337NewReferenceJ.D.Seader,8/3/20分離技術(shù)選擇的一般規(guī)則9/6/202338分離技術(shù)選擇的一般規(guī)則8/3/202338待處理物的物性分離過程得以進(jìn)行的關(guān)鍵因素是待分離的混合物的物性差異——待分離混合物至少在物理、化學(xué)、電磁、光學(xué)、生物學(xué)等性質(zhì)方面存在著以下一個或多個差異：物性參數(shù)：分子質(zhì)量、分子大小與形狀、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、蒸氣壓，滲透壓、溶解度，臨界點(diǎn)；力學(xué)性質(zhì)：表面張力、摩擦因子；電磁性質(zhì)：分子電荷、電導(dǎo)率、介電常數(shù)、電離電位、分子偶極矩及極化度、磁化率；傳遞特性參數(shù)：遷移率、離子淌度、擴(kuò)散速度、滲透系數(shù)；化學(xué)特性常數(shù)：分配系數(shù)，平衡常數(shù)、離解常數(shù)、反應(yīng)速率、絡(luò)合常數(shù)。9/6/202339待處理物的物性分離過程得以進(jìn)行的關(guān)鍵因素是待分離的混合物的物分離過程的應(yīng)用范圍9/6/202340分離過程的應(yīng)用范圍8/3/202340不同的分子性質(zhì)對分離因子的影響9/6/202341不同的分子性質(zhì)對分離因子的影響8/3/202341目標(biāo)產(chǎn)物的價值目標(biāo)產(chǎn)品的價值常常成為選擇分離方法的主要因素。目標(biāo)產(chǎn)物的經(jīng)濟(jì)價值比較低，則應(yīng)采用低能耗低、無需分離劑、或廉價分離劑的過程。9/6/202342目標(biāo)產(chǎn)物的價值目標(biāo)產(chǎn)品的價值常常成為選擇分離方法的主要因素。料液濃度對產(chǎn)物價格的影響9/6/202343料液濃度對產(chǎn)物價格的影響8/3/202343目標(biāo)產(chǎn)物的特性目標(biāo)產(chǎn)物的特性是指熱敏性、吸濕性、放射性、氧化性、光敏性、分解性、易碎性等一系列物理化學(xué)特征。這些物理化學(xué)特性常是導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物變質(zhì)、變色、損壞等，成為分離方法選擇中的一個重要考慮因素。9/6/202344目標(biāo)產(chǎn)物的特性目標(biāo)產(chǎn)物的特性是指熱敏性、吸濕性、放射性、處理規(guī)模過程的處理規(guī)模通常指的是處理物或目標(biāo)產(chǎn)物量的大小，由此可將工程項(xiàng)目的規(guī)模分為大、中、小、微四類，其間沒有明確的界限。但目前常用投資額度大小來言其工程的規(guī)模。一般說來，較大項(xiàng)目的工程投資與其規(guī)模的0.6次方成正比。與大規(guī)模操作相比較，小規(guī)模需投入的操作費(fèi)用（尤其是勞動力）卻不會相應(yīng)減少很多。規(guī)模大小與目標(biāo)產(chǎn)物的價值密切相關(guān)，廉價產(chǎn)物一般采用大規(guī)模生產(chǎn)，而高附加值產(chǎn)物可采用中小規(guī)模生產(chǎn)。而不少高附加值的藥物中間體則往往采用中小規(guī)模。9/6/202345處理規(guī)模過程的處理規(guī)模通常指的是處理物或目標(biāo)產(chǎn)物量的大小，由主要分離過程的生產(chǎn)規(guī)模9/6/202346主要分離過程的生產(chǎn)規(guī)模8/3/202346特種化學(xué)產(chǎn)品的主要分離過程第一類精餾第二類常用分離過程第三類其它重要過程分餾萃取干燥、蒸發(fā)汽提吸附（包括離子交換）過濾（包括超濾）結(jié)晶（包括沉淀）離心吸收膜分離電泳9/6/202347特種化學(xué)產(chǎn)品的主要分離過程第一類第二類第三類分餾萃取干燥、蒸產(chǎn)物的純度與回收率產(chǎn)物的純度與回收率對選用分離方法具有至關(guān)重要的作用。一般狀況下，純度越高，提取成本越大，卻回收率降低。9/6/202348產(chǎn)物的純度與回收率產(chǎn)物的純度與回收率對選用分離方法具有至關(guān)重可行性工藝可行性某一種分離方法的可行性，常與工藝條件有聯(lián)系。應(yīng)盡可能避免在過程中使用很高或很低的壓力或溫度，特別是高溫和高真空狀態(tài)。

9/6/202349可行性工藝可行性8/3/202349設(shè)備可靠性在分離方法選定以后，分離設(shè)備的能力與可靠性是一個重要因素，某些方法由于設(shè)備的限制而難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。9/6/202350設(shè)備可靠性