化工分离工程课件1.0

1.1 什么是化工分离工程？

分离过程（Separation Processes）：The separation process is a chemical engineering units to separate chemical mixtures into their constituents.

化工过程分为化学反应过程与物理处理过程。物理处理过程用于原料的预处理与产品的加工纯化，大多为分离过程。

课本上给出的概念：分离过程：借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级，浓缩、富集、纯化、精制与隔离等的过程。

包括2个注意点：1 借助分离剂，2 组分分级，浓缩、富集、纯化、精制与隔离。

化工分离技术的历史：化工分离技术是随着化学工业的发展而逐渐形成和发展的。现代化学工业开始于18世纪。当时，纯碱、硫酸等无机化学工业成为现代化学工业的开端。

19世纪以煤为基础原料的有机化工发展起来。开始涉及分离问题，如苯、甲苯、酚等化学品提纯应用了吸收、蒸馏、过滤、干燥等分离操作。

19世纪末，21世纪初石油炼制的发展促进了化工分离技术的成熟与完善。

进入20世纪70年代以后，化工分离技术更加高级化，应用也更加广泛。同时，化工分离技术与其它科学技术相互交义渗透产生一些更新的边缘分离技术，如生物分离技术、膜分离技术、环境化学分离技术、纳米分离技术、超临界流体萃取技术等等。

化工分离技术的概念：

分离过程（Separation Processes）：The separation process is a chemical engineering units to separate chemical mixtures into their constituents. 能量分离剂：ESA 物质分离剂：MSA

借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级，浓缩、富集、纯化、精制与隔离等的过程。

举例：对二甲苯的生产流程：

分离过程的作用：

1. 提供符合质量要求的原料。

2. 清除对反应或催化剂有害的杂质。

3. 减少副反应，提高收率。

4. 合格的产品。

5. 环境保护，充分利用资源。

分离工程对于煤化工、石油化工的作用。

分离工程对于现代工业的作用。

分离工程在医药、材料、冶金、食品、生化、原子能和环境等领域均有重要作用。

机械分离：过滤、沉降、离心、旋风、静电除尘

传质分离：用于均相混合物分离，有质量传递现象。平衡分离过程和速率分离过程

平衡分离过程：借助分离媒介（如热能、溶剂和吸附剂），使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分离。

举例：

1. Partial condensation, Partial vaporization

2. Flash vaporization

3. Distillation

4. Extractive Distillation

5. Absorption

6. Reboiled Absorption

7. Stripping

8. Refluxed Stripping

9. Reboiled Stripping

10. Azeotropic Distillation

11. Liquid-liquid extraction

12. Drying of solids

13. Crystallization

14. Leaching(Liquid-solid extraction)

15. Foam fractionation

速率分离过程：在某种推动力（浓度差、温度差、压力差、电位差）的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速率的差别实现组分分离的过程。所处理的原料和产品通常属于同一相，仅在组成上有差别。

膜分离、渗析、液膜分离、超滤、电渗析、渗透蒸发，膜蒸馏、反渗透、逆渗透、气体渗透分离。

分离工程技术的发展趋势：

1. 高效精馏塔器的大型化

2. 分离过程的集成化技术

3. 超临界分离技术

4. 膜分离技术

5. 生物分离技术

6. 色谱分离技术

如何学好分离工程？

专业课程体系：化学反应工程、化工热力学、化工分离工程、化工系统工程。

专业基础理论体系：化学动力学热力学、化工原理、化工传递过程

基础理论体系：无机化学，有机化学，生物化学，分析化学，物理化学…