分离工程II绪论

分离工程II贺高红教授98498519hgaohong@鲁金明副教授办公室：化工楼C221；：84986146；手机：40928；ljinming@510773大工2021分别工程II第一章绪论绪论？？？什么是分别工程？为什么要研讨分别工程？分别工程有什么重要的作用？分别的根据是什么?有哪些分别技术？如何选择适宜的分别技术？分别工程或分别过程(separationprocesses),主要是对化学工业、石油化工、煤化工消费及相关工业消费中的分别过程进展研讨的一门科学。原料、产品绪论分别工程提供所需求的原理及方法。绪论1901年英国戴维斯(Davis)编著了第一本化学工程专著<化学工程手册>分别工程是化学工程学科的一个重要分支。分别工程不断是化工过程中的关键角色绪论(1850～1907)

化学工程涵盖化工热力学、传送过程、单元操作、化工系统工程、化工控制过程等内容，分别工程为化学工程的一部分并与这些内容亲密相关。现代化工消费中，主要包括主要两个过程： 一是反响过程，它可以消费出新的物质，是化工消费中的中心， 二是分别过程，它包括原料的净化、预处置、中间产物的分别及产物的分别和提纯，是得到合格产品的关键三传一反绪论1.1分别过程在化工消费中的重要作用分别过程是分别混合物的一种方法。分别操作可以实现： I、提纯原料；II、分别中间产物，减少副反响，提高产品收率；III、脱除有害物质；IV、产品提纯与精制；V、对混合物进展检测分析等。绪论

分别设备投资宏大，操作费用高，直接关系消费本钱及效益。绪论由裂解气消费乙烯、丙烯分别流程图紧缩脱酸性气紧缩脱水冷箱脱CO脱C2H2CO2,H2S脱甲烷塔脱乙烷塔脱丙烷塔脱丁烷塔水气冷冻丙烯丙烷乙烯乙烷富H2C4产品C4+(轻汽油)脱丙烷乙烯精馏塔乙烯精馏塔化学吸收吸附C10绪论绪论4、炼油结合安装，5、变压吸附制氢安装1、裂解气分别安装2、煤制天然气安装3、吸收安装设备规模大型化1000万吨常、减压：减压塔塔径13米；100万吨特大型乙烯：油洗塔塔径10米左右；60万吨：对二甲苯分别：塔径10.2米;液化气脱硫:高压、高通量；燃煤电厂烟道气脱硫：塔径12－16米；燃煤电厂烟道气脱CO2：分别要求更高；己烯-1与己烯-3精馏分别需100多个实际级，回流比极大，投资占总投资的近一半，且能耗很高。在乙烯裂解安装的C4馏分分别中，丁烯-1与异丁烯的精馏法分别需350实际级，回流比高，能耗极高。Ｏ18同位素分别需2200实际级；绪论

分别过程是环境维护所必需的手段与方法绪论绪论

能源开发与利用离不开分别工程

绪论绪论分别过程在其他领域的运用分别过程除了在化工、环保及能源领域中有广泛运用外，在其它工业领域也有宏大的用途。冶金行业：矿物中金属的提取和精制食品工业：食物脱水、果汁提纯核工业：同位素分别生化行业：生物分别，培育液和发酵液的分别科技开展对物质纯度的要求越来越高，促进了分别实际和技术的开展，一些新型分别技术不断开发出来。反响精馏技术、变压吸附分别技术、膜分别技术、超临界萃取技术等等。绪论1.2分别过程根本概念

分别过程的定义：混合是自发过程，而分别是非自发过程，必需经过建立安装、系统或过程，对混合物参与能量，才干实现。定义：将一混合物转变为组成不一样的两种或两种以上产物的操作。分别工程表示图原料物流(一股或几股)分别剂(物质或能量)分别安装产品1产品2(组成不同的物流)绪论分别因子〔分别因数〕定义：任何一种分别过程中恣意两组分间可以到达的分别程度称为分别因子或分别因数。数学表达式：

绪论对于精馏？分别剂分别剂是参与到混合物系中的，使混合物分别的能量或物质。一股或几股物流进入分别安装，参与分别剂后引起分别作用，最后得到至少两股不同的产品。分别剂是能量(热量、冷量或功等)，称为能量分别剂,分别剂是物质(或另一种原料)，成为质量分别剂。分别剂还可以是某种强迫力〔如压力梯度、温度梯度、电场力、磁场力〕及特殊膜等。分别过程的特征往往由参与分别剂的性质决议。绪论分别过程按所加分别剂的不同可以分为：能量分别剂的平衡过程这类过程的共同点是所加的分别剂均为能量(热量、冷量、减压等)。质量分别剂的平衡过程吸收(以不挥发性液体作为分别剂)、气提(以不凝性气体作分别剂)，吸附和离子交换(分别以固体吸附剂和树脂作分别剂)及萃取(以不互溶液体做分别)等属于这类过程。运用一个以上分别剂的平衡过程如萃取精馏和恒沸精馏(热量与适当液体)。绪论分别的根据：混合物中各组分之间的差别绪论物理性质力学性质热力学性质电、磁性质输送性质密度/粘度/表面张力/尺寸/质量熔点/沸点/临界点/蒸汽压/溶解度/分配系数电导率/介电常数/迁移率/电荷/磁化率扩散系数/分子飞行速度化学性质热力学性质反应速度性质反应平衡常数/吸附平衡常数/离解常数反应速度常数1.3分别过程的分类分别过程分为机械分别过程和传质分别过程两大类。机械分别过程是指分别安装所接受的是多于一个相的非均相进料，只需简单地分相就可以。如过滤、沉降、固-液分别和气-液分别器等。传质分别过程是除了机械地将不同相加以分别外，相间还发生物质的传送。分别对象是均相混合物，将含有不同组分的均相混合物分成组成互不一样的两种或多种产品的操作。精馏，吸收，萃取等。平衡分别过程传质分别过程速率分别过程绪论平衡分别过程的单元操作绪论平衡分别过程是借助分别媒介〔热量或物质〕将均相混合物分别，分别主要是根据各组分的相平衡进展，分别后的两相呈相平衡形状。精馏，吸收，萃取等过程均属于平衡分别过程平衡分别的原理图绪论平衡分别过程的单元操作闪蒸法淡化海水减压(能量)挥发度液体+蒸汽液体闪蒸汽化实例分别剂及原理产品进料方式单元操作LVL用乙醇胺水溶液吸收熄灭气中的CO2液体吸收剂溶解度液体+气体气体吸收MSALVV原油蒸馏塔气提侧取馏出物石脑油、煤油、汽油，除去轻馏分解吸(气提)蒸气溶解度液体+气体(蒸汽)液体气提MSAVLL天然气油中除去异丁烷及相对分子量低的烃类；轻烃回收热量挥发度液体+蒸汽液体和(或)蒸汽精馏VLLL用丙烷为溶剂从残油(拔顶油)中脱沥青不互溶液体溶解度两种液体液体液液萃取用乙酸丁酯为夹带剂并与水构成恒沸物，从水-乙酸混合液中分别乙酸液体夹带剂+热量改动挥发度液体+气体气、液或气液混合物恒沸蒸馏实例分别剂产品进料方式单元操作MSAMSALL˝V/LLLMSAL′在旋转式枯燥器中，用热空气枯燥聚氯乙烯除去水分。气体和(或)热量水分蒸发干固体+湿气固体枯燥(固体)VV(V)SS(L)间、对二甲苯溶液中结晶得到对二甲苯热量或冷量过饱和度液体+固体液体结晶MSAVLSL去除废水中的洗涤剂,矿石浮选外表活性剂+鼓泡气泡在气液界面吸附两种液体液体液膜分别水的软化固体树脂相互作用力的强弱液体离子交换用分子筛吸附剂枯燥空气固体吸附剂吸附力强弱流体+固体气体或液体吸附矿泥浆液的沥取回收硫酸铜液体溶剂固体溶解度液体+固体固体沥取(浸取)实例分别剂产品进料方式单元操作V/LV/LSLSMSALL液体+固体LL2L1V速率分别过程的单元操作绪论速率分别过程是在某种推进力〔浓度差、压力差、温度差、电力差等〕的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分分散速度的差别实现组分的分别。速率分别过程的运用范围原料液滤液原料液滤液浓缩液原料液溶剂浓缩液混合气浸透气渗余气原料液浸透蒸气溶质或溶剂溶剂原料液浓电解质阴膜阳膜阴极阳极原料液浸透液浓缩液几种主要的膜分别过程过程表示图膜类型推进力传送机理透过物截留物微滤MF

多孔膜压力差〔~0.1MPa〕筛分水、溶剂、溶解物悬浮物各种微粒超滤UF

非对称膜压力差〔0.1~1MPa〕筛分溶剂、离子、小分子胶体及各类大分子反浸透RO

非对称膜复合膜

压力差〔2~10MPa〕溶剂的溶解-分散水、溶剂悬浮物、溶解物、胶体电渗析ED离子交换膜电位差

离子在电场中的传送

离子非解离和大分子颗粒

均质膜复合膜非对称膜压力差〔1～15MPa〕气体的溶解-分散易浸透气体难浸透气体

浸透汽化PV

均质膜复合膜非对称膜浓度差分压差溶解-分散易溶解或易挥发组分

不易溶解或难挥发组分

膜蒸馏MD

微孔膜由于温度差而产生的蒸汽压差经过膜的分散高蒸汽压的挥发组分非挥发的小分子和溶剂

气体分别GS1.4近代分别过程特征与过程系统工程相结合。 过程系统工程主要包括系统模拟、系统分析、系统综合及系统优化等。反响与分别结合。 反响过程与分别过程是化工消费的两个重要环节，二者相互结合，相得益彰。化学吸收、化学萃取、反响精馏、膜反响器、膜控制释放、膜生物反响器等新工艺不断推行。 分别与分别结合。 萃取结晶、吸附蒸馏、膜蒸馏、膜吸收、膜萃取等绪论与节能技术相结合。分别过程占化工过程能耗的50~90%，分别过程与节能技术密不可分新分别过程不断出现。 加盐精馏、分子蒸馏、超临界萃取、膜分别、离子交换、大型色谱分别等，使分别过程由“大型化〞向“精细化〞开展，运用范围拓宽，分别效率提高。绪论1.5分别过程的处理方案掌握多组分混合物的热物性数据 纯物质的物性数据可查；混合物的物性数据需计算。计算实践体系的相平衡常数 计算平衡常数需用活度系数、逸度系数对理想体系进展修正。清楚聚集态的变化 多组分混合物分别常伴随聚集态的变化，即出现新的相，计算时需确定新相的参数。学会化工软件对过程进展分析、模拟、设计 多组分混合物分别过程的计算需反复试差、迭代或联立求解线形或非线性方程组，计算量大。构建新的分别模型。绪论1.6分别方法的选择根据绪论判别分别的可行性〔能否能分别〕了解物料的物理化学性质〔能否易分别〕明确消费的处置规模〔能否分别快〕设计适宜的分别设备〔能否高效率〕分析投资及运转的经济性〔能否本钱低〕留意平安与环保〔能否环保〕1.7课程要求深化掌握典型的分别技术，包括内容、原理、特点及详细运用。做到可以针对详细过程提出多种处理方案，并可以进展综合分析，根据详细情况选择最正确方案。本科要求:了解工业过程中常用的分别技术，掌握各种分别技术的原理、工艺及特点，可以用所学习的分别技术去处理实践问题。研讨生要求：熟练掌握各种分别技术及其