天津大学化工分离工程教案第一章绪论课件

化工分离过程

ChemicalSeparationProcesses分离过程

SeparationProcesses课程简介先修课程：物理化学、化工热力学、传递过程、化工原理。同时进行的课程：化工工艺学、化工过程分析与模拟教材：刘家祺主编.传质分离过程.高等教育出版社,2005年.JDSeeder,EJHenley.SeparationProcessPrinciples.

化学工业出版社，2002年8月。分离过程第1章绪论第2章传质分离过程的热力学基础第3章气液传质分离过程第4章液液传质分离过程第5章传质分离过程的严格模拟计算第6章气固、液固传质分离过程第7章分离过程的节能优化与集成分离过程第1章绪论主要内容及要求：

了解分离操作在化工生产中的重要性，分离过程的分类，单元及装置设计变量的确定方法。WhySeparate?WHYWHY化工生产过程反应（Reactive）萃取物（ExtractiveNaturalrawmaterial）配制（Formulation）分离分离分离对分离的需求： •工程应用需要纯物质（如半导体材料）；

•原料提纯； •材料加工需要纯物质；

•有毒有害物质或非活性物质的去除（如药物）； •测试或检测用超纯标准品； •混合物组成检测（如DNA检测）；•••混合物（气、液、固）分离过程产品1产品2产品n能量分离剂ESA质量分离剂MSA极限程度＝热力学分离速率＝动力学一、分离过程在工业生产中的地位和作用典型的化工生产装置包括：反应器；原料、中间产物和产品分离设备；泵、换热器等。分离贯穿化工过程，占有十分重要的地位。

分离装置的费用占总投资的50～90％。二、传质分离过程的分类和特征（一）分离过程的分类级数：相态：有无传质发生：单级、多级固—固、固—液、固—气、气—液、液—液、气—气机械分离、传质分离处理两相以上的混合物如过滤、沉降、离心分离等。处理均相混合物三、分离过程的集成化（一）反应过程与分离过程的耦合（二）分离过程与分离过程的耦合（三）过程的集成（一）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。膜生物传感器：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。（三）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。（3）膜过程的集成例：超滤、反渗透与渗透蒸馏的集成发展趋势1）传统分离技术改造：如精馏筛板塔改造为效率更高的填料塔。2）新型分离过程开发：如膜分离、反