分离工程II--01绪论方案.ppt

* * * * * * * * * * * * * 分离剂 分离剂是加入到混合物系中的，使混合物分离的能量或物质。 一股或几股物流进入分离装置，加入分离剂后引起分离作用，最后得到至少两股不同的产品。 分离剂是能量热量、冷量或功等，称为能量分离剂, 分离剂是物质或另一种原料，成为质量分离剂。 分离剂还可以是某种强制力（如压力梯度、温度梯度、电场力、磁场力）及特殊膜等。 分离过程的特征往往由加入分离剂的性质决定。 绪论 分离过程按所加分离剂的不同可以分为： 能量分离剂的平衡过程这类过程的共同点是所加的分离剂均为能量热量、冷量、减压等。 质量分离剂的平衡过程吸收以不挥发性液体作为分离剂、气提以不凝性气体作分离剂，吸附和离子交换分别以固体吸附剂和树脂作分离剂及萃取以不互溶液体做分离等属于这类过程。 使用一个以上分离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 分离的依据： 混合物中各组分之间的差异 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 分离过程的分类 分离过程分为机械分离过程和传质分离过程两大类。 机械分离过程是指分离装置所接受的是多于一个相的非均相进料，只要简单地分相就可以。如过滤、沉降、固-液分离和气-液分离器等。 传质分离过程是除了机械地将不同相加以分离外，相间还发生物质的传递。分离对象是均相混合物，将含有不同组分的均相混合物分成组成互不相同的两种或多种产品的操作。精馏，吸收，萃取等。平衡分离过程 传质分离过程速率分离过程 绪论 平衡分离过程的单元操作 绪论 平衡分离过程是借助分离媒介（热量或物质）将均相混合物分离，分离主要是根据各组分的相平衡进行，分离后的两相呈相平衡状态。精馏，吸收，萃取等过程均属于平衡分离过程 平衡分离的原理图 绪论 平衡分离过程的单元操作 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 分离剂及原理 产品 进料 形式 单元操作 L V L 用乙醇胺水溶液吸收燃烧气中的CO2 液体吸收剂 溶解度 液体 + 气体 气体 吸收 MSA L V V 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 MSA V L L 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 VL L L 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形成恒沸物，从水-乙酸混合液中分离乙酸 液体夹带剂 + 热量 改变挥发度 液体 + 气体 气、液或 气液混合物 恒沸蒸馏 实例 分离剂 产品 进料 形式 单元操作 MSA MSA L L? V/L L L MSA L′ 在旋转式干燥器中，用热空气干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 干燥 固体 V V V S S 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 MSA V L S L 清除废水中的洗涤剂, 矿石浮选 表面活性剂 + 鼓泡 气泡在气液界面吸附 两种液体 液体 液膜分离 水的软化 固体树脂 相互作用力的强弱 液体 离子交换 用分子筛吸附剂干燥空气 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 分离剂 产品 进料 形式 单元操作 V/L V/L S L S MSA L L 液体 + 固体 L L2 L1 V 速率分离过程的单元操作 绪论速率分离过程是在某种推动力（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，利用各组分扩散速度的差异实现组分的分离。 速率分离过程的应用范围 原料液 滤液 原料液 滤液 浓缩液 原料液 溶剂 浓缩液 混合气 渗透气 渗余气 原料液 渗透 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 渗透液 浓缩液 几种主要的膜分离过程 过程 示意图 膜类型 推动力 传递机理 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