《化工分离工程》课件-第8讲萃取精馏

汇报人：AA2024-01-25THEFIRSTLESSONOFTHESCHOOLYEAR《化工分离工程》课件-第8讲萃取精馏目CONTENTS萃取精馏基本原理萃取精馏工艺流程及操作萃取精馏在化工领域应用萃取精馏技术发展趋势与挑战实验方法与数据处理技巧课程总结与拓展学习资源推荐录01萃取精馏基本原理定义萃取精馏是一种特殊的精馏方法，通过向待分离物系中加入第三种组分（萃取剂），改变原有组分的相对挥发度，从而实现难分离物系的分离。特点适用于近沸、恒沸等难分离物系的分离；通过加入萃取剂，可显著提高待分离组分的相对挥发度；操作条件温和，设备投资及操作费用相对较低。萃取精馏定义及特点常见萃取剂类型中性萃取剂（如醇类、酮类）；酸性萃取剂（如羧酸、磺酸）；碱性萃取剂（如胺类、吡啶类）。选择原则萃取剂应对原溶液中某一组分具有选择性溶解能力；萃取剂与原溶液中的组分应不互溶或部分互溶；萃取剂应有较高的沸点，以便与溶质分离。性质要求萃取剂应具有化学稳定性，不易分解或变质；应具有较低的粘度，以便在塔内流动和传热；应具有较低的毒性和腐蚀性，以确保操作安全。萃取剂选择与性质相对挥发度在萃取精馏中，由于萃取剂的加入，原组分的相对挥发度会发生变化。选择合适的萃取剂可以显著提高待分离组分的相对挥发度，从而实现难分离物系的分离。汽液平衡关系在萃取精馏过程中，汽液平衡关系是决定分离效果的关键因素。通过测定不同条件下的汽液平衡数据，可以了解待分离物系的热力学性质，为工艺设计和优化提供依据。热力学模型为了描述和预测萃取精馏过程的热力学行为，需要建立相应的热力学模型。常用的热力学模型包括活度系数模型、状态方程模型和超额性质模型等。这些模型可以帮助我们理解萃取精馏过程中的热力学现象，并为工艺设计和优化提供理论指导。萃取精馏过程热力学基础01萃取精馏工艺流程及操作原料预处理萃取剂选择萃取精馏塔萃取剂回收工艺流程简介将原料进行预热、预冷、过滤等操作，以去除杂质和水分，保证进料质量。原料与萃取剂在塔内逆流接触，通过调节塔内温度、压力等操作参数，实现目标组分的分离。根据原料组成和分离要求，选择合适的萃取剂，并进行预处理。从塔底排出含有目标组分的萃取剂，经过进一步处理后可循环使用。塔体采用高效填料或板式结构，提供气液传质场所；塔内设置再沸器和冷凝器，分别用于提供热量和移出热量。萃取精馏塔通过换热方式提高或降低原料温度，以满足工艺要求。原料预热器/预冷器用于储存和计量萃取剂，保证连续稳定的生产。萃取剂储罐用于输送原料、萃取剂和产品，以及调节流量和压力。泵和阀门关键设备结构与功能温度塔内温度影响气液平衡常数和传质效率，进而影响分离效果。适当提高温度有利于目标组分的分离，但温度过高可能导致能耗增加和副反应发生。回流比回流比影响塔内液相浓度分布和传质效率，进而影响分离效果。适当增加回流比有利于提高分离效果，但回流比过大可能导致能耗增加和设备投资增加。萃取剂用量萃取剂用量影响原料中目标组分的溶解度和选择性，从而影响分离效果。适当增加萃取剂用量有利于提高分离效果，但用量过大可能导致能耗增加和萃取剂损失增加。压力塔内压力影响气液平衡常数和蒸汽化热，从而影响分离效果。适当降低压力有利于目标组分的分离，但压力过低可能导致设备泄漏和安全问题。操作参数对分离效果影响01萃取精馏在化工领域应用利用萃取精馏技术，可以将石油中的不同烃类混合物进行有效分离，如汽油、煤油、柴油等。分离烃类混合物芳烃提取深度脱硫从石油中提取苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物，用于合成纤维、树脂、染料等。通过萃取精馏技术，可将石油中的硫化物脱除至较低水平，以满足环保和产品质量要求。030201石油化工中应用利用萃取精馏技术，可将煤焦油中的多种组分进行分离，得到各种燃料油和化工原料。煤焦油分离在煤气化过程中，通过萃取精馏技术可以净化合成气，去除其中的杂质和有害物质。煤气化合成气净化以煤为原料制取乙二醇的过程中，萃取精馏技术用于分离和提纯中间产物和最终产品。煤制乙二醇煤化工中应用

其他化工领域应用有机溶剂回收在化工生产过程中，经常需要使用有机溶剂。通过萃取精馏技术，可以将使用过的有机溶剂进行回收和再利用。精细化学品合成在合成精细化学品的过程中，萃取精馏技术可用于分离和提纯反应产物，提高产品纯度和收率。废水处理利用萃取精馏技术，可以从化工废水中回收有价值的有机物，同时降低废水中的污染物含量。01萃取精馏技术发展趋势与挑战随着环保意识的提高，开发低毒、低残留、可生物降解的绿色萃取剂成为研究热点。绿色环保萃取剂针对特定体系，设计合成具有高选择性的萃取剂，以提高分离效率和产品质量。高选择性萃取剂开发具有多种功能的萃取剂，如兼具催化、抗氧化等性能，以满足复杂分离过程的需求。多功能萃取剂新型萃取剂开发与应用03能量综合利用研究能量回收和梯级利用技术，降低过程能耗，提高经济效益。01高效塔内件设计通过改进塔内件结构，提高传质效率和分离效果，降低能耗。02先进控制技术应用采用先进的过程控制技术，如自适应控制、智能控制等，实现萃取精馏过程的优化和自动化。过程强化技术研究进展针对复杂多组分体系，开发高效、高选择性的萃取剂和分离工艺。复杂体系分离过程强化与节能智能化与自动化绿色可持续发展深入研究过程强化技术，提高分离效率，降低能耗和排放。结合人工智能、大数据等技术，实现萃取精馏过程的智能化和自动化，提高生产效率和质量。关注环保和可持续发展，开发绿色萃取剂和环保型分离工艺，推动化工分离工程的绿色化发展。面临挑战及未来发展方向01实验方法与数据处理技巧详细阐述萃取精馏实验的操作流程，包括设备准备、物料投放、系统加热、回流比控制、馏分收集等关键步骤。萃取精馏实验步骤强调实验过程中的安全事项，如防止高温烫伤、避免有毒物质泄漏等，并提供应对突发情况的应急措施。实验注意事项实验方法介绍指导学生如何准确记录实验数据，包括温度、压力、流量等参数，以及如何对数据进行分类和整理，以便后续分析。介绍常用的数据分析方法，如描点作图法、线性回归法等，帮助学生从实验数据中提取有用信息，并学会分析和解释数据。数据处理技巧分享数据分析方法数据记录与整理通过图表等形式展示实验结果，让学生直观了解实验数据的分布和趋势。实验结果展示引导学生对实验结果进行深入分析，探讨实验现象背后的原因和规律，以及与理论预测的差异和可能原因。同时，鼓励学生提出自己的见解和改进建议，以培养其独立思考和解决问题的能力。结果分析与讨论实验结果分析与讨论01课程总结与拓展学习资源推荐萃取精馏的基本原理介绍了萃取精馏的定义、原理及萃取剂的选择原则。萃取精馏的操作流程详细阐述了萃取精馏的操作步骤，包括原料预处理、萃取剂加入、精馏操作及产物分离等。萃取精馏的应用实例通过具体案例，分析了萃取精馏在石油化工、制药等领域的应用。课程重点内容回顾123建议阅读《化工分离工程》、《现代化工分离技术》等教材，深入了解化工分离工程的理论与实践。化工分离工程相关教材推荐查阅《化工学报》、《化学工程》等学术期刊，了解化工分离工程领域的最新研究进展。学术论文与期刊推荐访问中国大学MOOC、网易云课堂等在线教育平台，学习相关课程，拓宽知识面。网络学习资源拓展学习资源推荐多角度理解萃取精馏从化学、物理、工程等多个角度理解萃取精馏