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文檔簡介
化工分離過程
ChemicalSeparationProcesses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。同時進行的課程:化工工藝學、化工過程分析與模擬教材:劉家祺主編.傳質分離過程.高等教育出版社,2005年.JDSeeder,EJHenley.SeparationProcessPrinciples.
化學工業出版社,2002年8月。分離過程第1章緒論第2章傳質分離過程的熱力學基礎第3章氣液傳質分離過程第4章液液傳質分離過程第5章傳質分離過程的嚴格模擬計算第6章氣固、液固傳質分離過程第7章分離過程的節能優化與集成分離過程第1章緒論主要內容及要求:
了解分離操作在化工生產中的重要性,分離過程的分類,單元及裝置設計變量的確定方法。WhySeparate?WHYWHY化工生產過程反應(Reactive)萃取物(ExtractiveNaturalrawmaterial)配制(Formulation)分離分離分離對分離的需求: ?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);???混合物(氣、液、固)分離過程產品1產品2產品n能量分離劑ESA質量分離劑MSA極限程度=熱力學分離速率=動力學一、分離過程在工業生產中的地位和作用典型的化工生產裝置包括:反應器;原料、中間產物和產品分離設備;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%。二、傳質分離過程的分類和特征(一)分離過程的分類級數:相態:有無傳質發生: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。處理均相混合物三、分離過程的集成化(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(一)反應過程與分離過程的耦合化學吸收:通過溶質與溶劑中的活性組分發生反應,提高傳質推動力和液相傳質系數,從而提高吸收率,降低能耗和設備投資?;瘜W萃?。喝苜|與萃取劑之間發生化學反應。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。膜反應器:在反應的同時,利用膜的優良分離性能,選擇性的脫除產物,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。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。(三)過程的集成(1)傳統分離過程的集成例:共沸精餾與萃取集成以丙酮為共沸劑將(環己烷/苯)共沸物首先分離為苯和(丙酮/環己烷)共沸物,然后以水為萃取劑,將(丙酮/環乙烷)共沸物分離為環己烷和丙酮水溶液,最后將丙酮水溶液分離得到丙酮和水。(2)傳統分離過程與膜分離的集成例:精餾與滲透蒸發的集成發酵液脫水制備無水乙醇。在乙醇高濃區,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發展趨勢1)傳統分離技術改造:如精餾篩板塔改造為效率更高的填料塔。2)新型分離過程開發:如膜分離、反
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