某大學化工分離工程教案第一章緒論教學課件

天津大學化工分離工程教案第一章緒論幻燈片本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！天津大學化工分離工程教案第一章緒論幻燈片本課件PPT1某大學化工分離工程教案第一章緒論教學課件2分離過程

SeparationProcesses課程簡介先修課程：物理化學、化工熱力學、傳遞過程、化工原理。同時進展的課程：化工工藝學、化工過程分析與模擬教材：劉家祺主編.傳質別離過程.高等教育出版社,2005年.分離過程

SeparationProcesse教材教材4JDSeeder,EJHenley.SeparationProcessPrinciples.化學工業(yè)出版社，2002年8月。JDSeeder,EJHenley.Sep5分離過程第1章緒論第2章傳質別離過程的熱力學根底第3章氣液傳質別離過程第4章液液傳質別離過程第5章傳質別離過程的嚴格模擬計算第6章氣固、液固傳質別離過程第7章別離過程的節(jié)能優(yōu)化與集成分離過程第1章緒論分離過程第1章緒論主要內容及要求：了解別離操作在化工生產(chǎn)中的重要性，別離過程的分類，單元及裝置設計變量確實定方法。分離過程第1章緒論純組分變成混合物，是熵增自發(fā)過程，反之，混合物變成純潔物那么需作功。借助一定的別離劑，實現(xiàn)混合物中的組分分級〔Fractionalization〕、濃縮〔Concentration〕、富集〔Enrichment〕、純化〔Purification〕、精制〔Refining〕與隔離〔Isolation〕等的過程稱為別離過程。什么是分離過程？純組分變成混合物，是熵增自發(fā)過程，反之，混合物變成純潔物那么WhySeparate?WHYWHYWhySeparate?WHYWHY9化工生產(chǎn)過程反應（Reactive）萃取物（ExtractiveNaturalrawmaterial）配制（Formulation）分離分離分離化工生產(chǎn)過程反應（Reactive）萃取物（Extracti10對分離的需求： ?工程應用需要純物質（如半導體材料）；

?原料提純； ?材料加工需要純物質；

?有毒有害物質或非活性物質的去除（如藥物）； ?測試或檢測用超純標準品； ?混合物組成檢測（如DNA檢測）；???對分離的需求：11分析分離?規(guī)模小

?定量分析制備分離?規(guī)模小

?研究用材料工業(yè)分離?規(guī)模大

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離心分離例:精餾分離化工廠中分離設備投資約占總投資的50～90％！?。“捶蛛x的規(guī)模分類分析分離制備分離工業(yè)分離例:色譜分離例:離心分離例:12混合物（氣、液、固）分離過程產(chǎn)品1產(chǎn)品2產(chǎn)品n能量分離劑ESA質量分離劑MSA極限程度＝熱力學分離速率＝動力學混合物（氣、液、固）產(chǎn)品1能量分離劑ESA極限程度＝熱力13一、別離過程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用典型的化工生產(chǎn)裝置包括：反應器；原料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品分離設備；泵、換熱器等。分離貫穿化工過程，占有十分重要的地位。

分離裝置的費用占總投資的50～90％。一、別離過程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用典型的化工生產(chǎn)裝置包括：14二、傳質別離過程的分類和特征（一）分離過程的分類級數(shù)：相態(tài)：有無傳質發(fā)生：單級、多級固—固、固—液、固—氣、氣—液、液—液、氣—氣機械分離、傳質分離處理兩相以上的混合物如過濾、沉降、離心分離等。處理均相混合物二、傳質別離過程的分類和特征（一）分離過程的分類級數(shù)：相態(tài)：15按物理化學原理的不同，傳質分離可分為：（二）傳質分離過程的分類平衡分離過程：速率分離過程：借助分離劑使均相或非均相混合物變成兩相系統(tǒng)，再利用混合物中各組分在處于相平衡的兩相中的不等同分配而實現(xiàn)分離。在某種推動力（濃度差、壓力差、溫度差、電位差等）的作用下，利用各組分擴散速率的差異實現(xiàn)分離。如精餾、吸收、萃取、結晶、吸附等。如微濾、超濾、反滲透、電滲析等。按物理化學原理的不同，傳質分離可分為：（二）傳質分離過程的分16三、別離過程的集成化（一）反應過程與分離過程的耦合（二）分離過程與分離過程的耦合（三）過程的集成三、別離過程的集成化（一）反應過程與分離過程的耦合17〔一〕反響過程與別離過程的耦合化學吸收：通過溶質與溶劑中的活性組分發(fā)生反應，提高傳質推動力和液相傳質系數(shù)，從而提高吸收率，降低能耗和設備投資。化學萃?。喝苜|與萃取劑之間發(fā)生化學反應。反應（催化）精餾：反應與精餾結合，提高分離效率；同時，借助精餾手段，提高反應收率。〔一〕反響過程與別離過程的耦合化學吸收：通過溶質與溶劑中的活18膜反應器：在反應的同時，利用膜的優(yōu)良分離性能，選擇性的脫除產(chǎn)物，從而移動化學反應平衡，提高反應的收率、轉化率和選擇性。控制釋放：將藥物或生物活性物質與膜結構相結合，使其以一定的速度通過擴散等方式釋放到環(huán)境中，從而達到控制藥物濃度，延長藥效時間，減少服用量和服用次數(shù)。膜生物傳感器：由酶或微生物與膜及電極轉換器組成，具有很高的識別專一性，可用于在線檢測。膜反應器：在反應的同時，利用膜的優(yōu)良分離性能，選擇性的脫除產(chǎn)19〔二〕別離過程與別離過程的耦合萃取結晶（加合結晶）：加入有機溶劑使待結晶的無機鹽水溶液中的一部分水被萃取出來，促進無機鹽的結晶過程。吸附蒸餾：氣-液-固三相分離過程，同時利用吸附選擇性高、能耗低的優(yōu)點和蒸餾處理量大、設備較簡單、工藝成熟的優(yōu)點。特別適用于共沸物和沸點相近物系的分離及需要高純度產(chǎn)品的情況。電泳萃?。豪秒妶鲎饔孟?，帶電溶膠粒子（蛋白質）在萃取劑中泳動速度不同的性質，實現(xiàn)分離?！捕硠e離過程與別離過程的耦合萃取結晶（加合結晶）：加入有機20〔三〕過程的集成（1）傳統(tǒng)分離過程的集成例：共沸精餾與萃取集成以丙酮為共沸劑將（環(huán)己烷／苯）共沸物首先分離為苯和（丙酮／環(huán)己烷）共沸物，然后以水為萃取劑，將（丙酮／環(huán)乙烷）共沸物分離為環(huán)己烷和丙酮水溶液，最后將丙酮水溶液分離得到丙酮和水?！踩尺^程的集成（1）傳統(tǒng)分離過程的集成例：共沸精餾與萃取集21（2）傳統(tǒng)分離過程與膜分離的集成例：精餾與滲透蒸發(fā)的集成發(fā)酵液脫水制備無水乙醇。在乙醇高濃區(qū)，精餾的分離效率極低，在共沸組成處無法分離，此時利用滲透蒸發(fā)技術可越過共沸組成點，達到很高的分離程度。（3）膜過程的集成例：超濾、反滲透與滲透蒸餾的集成（2）傳統(tǒng)分離過程與膜分離的集成例：精餾與滲透蒸發(fā)的集成發(fā)酵22開展趨勢1〕傳統(tǒng)別離技術改造：如精餾篩板塔改造為效率更高的填料塔。2〕新型別離過程開發(fā)：如膜別離、反膠團萃取、超臨界萃取等。3〕別離與反響耦合以及別離過程之間的耦合：如反響精餾、吸附精餾、膜精餾等?？傏厔荩?/p>

多樣化、精細化、潔凈化（環(huán)境友好）。開展趨勢總趨勢：第1章完第1章完24天津大學化工分離工程教案第一章緒論幻燈片本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學習使用學習完請自行刪除，謝謝！天津大學化工分離工程教案第一章緒論幻燈片本課件PPT25某大學化工分離工程教案第一章緒論教學課件26分離過程

SeparationProcesses課程簡介先修課程：物理化學、化工熱力學、傳遞過程、化工原理。同時進展的課程：化工工藝學、化工過程分析與模擬教材：劉家祺主編.傳質別離過程.高等教育出版社,2005年.分離過程

SeparationProcesse教材教材28JDSeeder,EJHenley.SeparationProcessPrinciples.化學工業(yè)出版社，2002年8月。JDSeeder,EJHenley.Sep29分離過程第1章緒論第2章傳質別離過程的熱力學根底第3章氣液傳質別離過程第4章液液傳質別離過程第5章傳質別離過程的嚴格模擬計算第6章氣固、液固傳質別離過程第7章別離過程的節(jié)能優(yōu)化與集成分離過程第1章緒論分離過程第1章緒論主要內容及要求：了解別離操作在化工生產(chǎn)中的重要性，別離過程的分類，單元及裝置設計變量確實定方法。分離過程第1章緒論純組分變成混合物，是熵增自發(fā)過程，反之，混合物變成純潔物那么需作功。借助一定的別離劑，實現(xiàn)混合物中的組分分級〔Fractionalization〕、濃縮〔Concentration〕、富集〔Enrichment〕、純化〔Purification〕、精制〔Refining〕與隔離〔Isolation〕等的過程稱為別離過程。什么是分離過程？純組分變成混合物，是熵增自發(fā)過程，反之，混合物變成純潔物那么WhySeparate?WHYWHYWhySeparate?WHYWHY33化工生產(chǎn)過程反應（Reactive）萃取物（ExtractiveNaturalrawmaterial）配制（Formulation）分離分離分離化工生產(chǎn)過程反應（Reactive）萃取物（Extracti34對分離的需求： ?工程應用需要純物質（如半導體材料）；

?原料提純； ?材料加工需要純物質；

?有毒有害物質或非活性物質的去除（如藥物）； ?測試或檢測用超純標準品； ?混合物組成檢測（如DNA檢測）；???對分離的需求：35分析分離?規(guī)模小

?定量分析制備分離?規(guī)模小

?研究用材料工業(yè)分離?規(guī)模大

?經(jīng)濟例:色譜分離例:

離心分離例:精餾分離化工廠中分離設備投資約占總投資的50～90％?。?！按分離的規(guī)模分類分析分離制備分離工業(yè)分離例:色譜分離例:離心分離例:36混合物（氣、液、固）分離過程產(chǎn)品1產(chǎn)品2產(chǎn)品n能量分離劑ESA質量分離劑MSA極限程度＝熱力學分離速率＝動力學混合物（氣、液、固）產(chǎn)品1能量分離劑ESA極限程度＝熱力37一、別離過程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用典型的化工生產(chǎn)裝置包括：反應器；原料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品分離設備；泵、換熱器等。分離貫穿化工過程，占有十分重要的地位。

分離裝置的費用占總投資的50～90％。一、別離過程在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用典型的化工生產(chǎn)裝置包括：38二、傳質別離過程的分類和特征（一）分離過程的分類級數(shù)：相態(tài)：有無傳質發(fā)生：單級、多級固—固、固—液、固—氣、氣—液、液—液、氣—氣機械分離、傳質分離處理兩相以上的混合物如過濾、沉降、離心分離等。處理均相混合物二、傳質別離過程的分類和特征（一）分離過程的分類級數(shù)：相態(tài)：39按物理化學原理的不同，傳質分離可分為：（二）傳質分離過程的分類平衡分離過程：速率分離過程：借助分離劑使均相或非均相混合物變成兩相系統(tǒng)，再利用混合物中各組分在處于相平衡的兩相中的不等同分配而實現(xiàn)分離。在某種推動力（濃度差、壓力差、溫度差、電位差等）的作用下，利用各組分擴散速率的差異實現(xiàn)分離。如精餾、吸收、萃取、結晶、吸附等。如微濾、超濾、反滲透、電滲析等。按物理化學原理的不同，傳質分離可分為：（二）傳質分離過程的分40三、別離過程的集成化（一）反應過程與分離過程的耦合（二）分離過程與分離過程的耦合（三）過程的集成三、別離過程的集成化（一）反應過程與分離過程的耦合41〔一〕反響過程與別離過程的耦合化學吸收：通過溶質與溶劑中的活性組分發(fā)生反應，提高傳質推動力和液相傳質系數(shù)，從而提高吸收率，降低能耗和設備投資?；瘜W萃取：溶質與萃取劑之間發(fā)生化學反應。反應（催化）精餾：反應與精餾結合，提高分離效率；同時，借助精餾手段，提高反應收率。〔一〕反響過程與別離過程的耦合化學吸收：通過溶質與溶劑中的活42膜反應器：在反應的同時，利用膜的優(yōu)良分離性能，選擇性的脫除產(chǎn)物，從而移動化學反應平衡，提高反應的收率、轉化率和選擇性?？刂漆尫牛簩⑺幬锘蛏锘钚晕镔|與膜結構相結合，使其以一定的速度通過擴散等方式釋放到環(huán)境中，從而達到控制藥物濃度，延長藥效時間，減少服用量和服用次數(shù)。膜生物傳感器：由酶或微生物與膜及電極轉換器組成，具有很高的識別專一性，可用于在線檢測。膜反應器：在反應的同時，利用膜的優(yōu)良分離性能，選擇性的脫除產(chǎn)43〔二〕別離過程與別離過程的耦合萃取結晶（加合結晶）：加入有機溶劑使待結晶的無機鹽水溶液中的一部分水被萃取出來，促進無機鹽的結晶過程。吸附蒸餾：氣-液-固三相分離過程，同時利用吸附選擇性高、能耗低的