6生物制药工艺学习题集 吸附分离法
第六章吸附分离法（习题）
一、填空
1、吸附剂按其化学结构可分为两大类：一类是有机吸附剂，如、、
等；另一类是无机吸附剂，如、、、等。
2、常用的吸附剂有、和等。
3、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的，其孔径远大于2～4nm，可达，故称“大孔”。
4、大孔网状聚合物吸附剂按骨架的极性强弱，可分为、、和
吸附剂四类。
二、选择题
1、用大网格高聚物吸附剂吸附的弱酸性物质，一般用下列哪种溶液洗脱（）
A.水
B.高盐
C.低pH
D. 高pH
2、“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质
（）
A.极性溶剂
B.非极性溶剂
C.水
D.溶剂
3、“类似物容易吸附类似物”的原则, 一般非极性吸附剂适宜于从下列何种溶
剂中吸附非极性物质。（）
A.极性溶剂
B.非极性溶剂
C.三氯甲烷
D.溶剂
4、下列属于无机吸附剂的是：（）
A.白陶土
B.活性炭
C.淀粉
D.纤维素
5、活性炭在下列哪种溶剂中吸附能力最强？（）
A.水
B.甲醇
C.乙醇
D.三氯甲烷
6、关于大孔树脂洗脱条件的说法，错误的是：（）
A .最常用的是以高级醇、酮或其水溶液解吸。
B. 对弱酸性物质可用碱来解吸。
C. 对弱碱性物质可用酸来解吸。
D.如吸附系在高浓度盐类溶液中进行时，则常常仅用水洗就能解吸下来。
三、名词解释
1、吸附法(adsorption method)：
2、大网格高聚物吸附剂（macroreticular adsorbent）：
四、问答题
1、简述吸附法的定义和特点。
2、影响吸附的因素有哪些？
第六章吸附分离法（答案）
一、填空
1、吸附剂按其化学结构可分为两大类：一类是有机吸附剂，如活性炭、淀粉、大孔吸附树脂等；另一类是无机吸附剂，如白陶土、氧化铝、硅胶、硅藻土等。
2、常用的吸附剂有活性炭、硅胶和白陶土等。
3、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入惰性致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的孔隙，其孔径远大于2～4nm，可达100nm，故称“大孔”。
4、大孔网状聚合物吸附剂按骨架的极性强弱，可分为非极性、中等极性、极性和强极性吸附剂四类。
二、选择题
1、用大网格高聚物吸附剂吸附的弱酸性物质，一般用下列哪种溶液洗脱（ D ）
A.水
B.高盐
C.低pH
D. 高pH
2、“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质
（ B ）
A.极性溶剂
B.非极性溶剂
C.水
D.溶剂
3、“类似物容易吸附类似物”的原则, 一般非极性吸附剂适宜于从下列何种溶
剂中吸附非极性物质。（ A ）
A.极性溶剂
B.非极性溶剂
C.三氯甲烷
D.溶剂
4、下列属于无机吸附剂的是：（A）
A.白陶土
B.活性炭
C.淀粉
D.纤维素
5、活性炭在下列哪种溶剂中吸附能力最强？（A）
A.水
B.甲醇
C.乙醇
D.三氯甲烷
6、关于大孔树脂洗脱条件的说法，错误的是：（A）
A .最常用的是以高级醇、酮或其水溶液解吸。
B. 对弱酸性物质可用碱来解吸。
C. 对弱碱性物质可用酸来解吸。
D.如吸附系在高浓度盐类溶液中进行时，则常常仅用水洗就能解吸下来。
三、名词解释
3、吸附法(adsorption method)：指利用吸附作用，将样品中的生物活性物质或杂
质吸附于适当的吸附剂上，利用吸附剂对活性物质和杂质间吸附能力的差异，
使目的物和其它物质分离，达到浓缩和提纯目的的方法。
4、大网格高聚物吸附剂（macroreticular adsorbent）：在合成树脂时，加入一种惰
性组分，它不参与聚合反应，但能和单体互溶，称为致孔剂。待网络骨架固化
和链结构单元形成后，用溶剂萃取或水洗蒸馏的方法将致孔剂去掉，就留下了
不受外界条件影响的永久孔隙，其孔径远大于2~4nm，可达到100nm甚至
1000nm以上，故称“大孔”。与大孔网状离子交换树脂相比，它不含离子交换
树脂的功能团，仅保留了多孔的骨架，其性质与活性炭、硅胶等吸附剂相似，
称为大孔网状聚合物吸附剂。
四、问答题
1、简述吸附法的定义和特点。
吸附法(adsorption method)指利用吸附作用，将样品中的生物活性物质或杂质吸附于适当的吸附剂上，利用吸附剂对活性物质和杂质间吸附能力的差异，使目的物和其它物质分离，达到浓缩和提纯目的的方法。吸附法具有下列特点：
(1)设备简单、操作简便、价廉、安全。
(2)少用或不用有机溶剂，吸附与洗脱过程中pH变化小，较少引起生物活性物质的变性失活。
(3)天然吸附剂(特别是无机吸附剂)的吸附性能和吸附条件较难控制，吸附选择性差，收率不高，难以连续操作。
2、影响吸附的因素有哪些？
①吸附剂的特性：
吸附现象在界面发生，因此吸附剂比表面积愈大，吸附量愈多。通过活化的方法也可增
加吸附剂的吸附容量。另外还要求吸附剂的机械强度好，吸附速度快
②吸附物的性质：
能使表面张力降低的物质，易为表面所吸附；一般极性吸附剂易吸附极性物质，非极性吸附剂易吸附非极性物质；溶质从较易溶解的溶剂中被吸附时，吸附量较少；对于同系列物质，吸附量的变化是有规则的；吸附物若能与溶剂形成氢键，则吸附物极易溶于溶剂之中。
③吸附条件：
温度：吸附热越大，温度对吸附的影响越大。
PH值：溶液的pH值溶液pH值可控制吸附剂或吸附物解离情况，进而影响吸附量，对蛋白质或酶类等两性物质，一般在等电点附近吸附量最大。
盐浓度：
溶剂的影响：单溶剂与混合溶剂对吸附作用有不同的影响。
④吸附物浓度与吸附剂用量
一般情况下吸附物浓度大时，吸附量也大。
变压吸附气体分离技术的应用和发展
变压吸附气体分离技术的应用和发展 摘要：变压吸附气体分离技术在工业上得到了广泛应用，已逐步成为一种主要的气体分离技术。它具有能耗低、投资小、流程简单、操作方便、可靠性高、自动化程度高及环境效益好等特点。简单介绍了变压吸附分离技术的特点，重点介绍了近年来变压吸附技术各方面的进步和变压吸附技术目前所达到的水平(工艺流程、气源、产品回收率、吸附剂、程控阀、自动控制等方面)，并对变压吸附技术未来的发展趋势进行了预测。 l 前言 变压吸附 (Pressure Swing Adsorption，PSA)的基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。该技术于l962年实现工业规模的制氢。进入70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展，装置数量剧增，规模不断增大，使用范围越来越广，工艺不断完善，成本不断下降，逐渐成为一种主要的、高效节能的气体分离技术。 变压吸附技术在我国的工业应用也有十几年历史。我国第一套PSA工业装置是西南化工研究设计院设计的，于l982年建于上海吴淞化肥厂，用于从合成氨弛放气中回收氢气。目前，该院已推广各种PSA工业装置600多套，装置规模从数m3/h到60000 m3/h，可以从几十种不同气源中分离提纯十几种气体。 在国内，变压吸附技术已推广应用到以下九个主要领域：
1．氢气的提纯；2．二氧化碳的提纯，可直接生产食品级二氧化碳；3．一氧化碳的提纯；4．变换气脱除二氧化碳；5.天然气的净化；6．空气分离制氧；7．空气分离制氮；8．瓦斯气浓缩甲烷；9．浓缩和提纯乙烯。 的分离和提纯领域，特别是中小规模制氢，PSA分离技术已占主要地位，在H 2 制备及分离方法，如低温法、电解法等，已逐渐被PSA等气体分一些传统的H 2 离技术所取代。PSA法从合成氨变换气中脱除CO 技术，可使小合成氨厂改变其 2 单一的产品结构，增加液氨产量，降低能耗和操作成本。PSA分离提纯CO技术为C 化学碳基合成工业解决了原料气提纯问题。该技术已成功的为国外引进的l 几套羰基合成装置相配套。PSA提纯CO2技术可从廉价的工业废气制取食品级CO 。此外，PSA技术还可以应用于气体中NOx的脱除、硫化物的脱除、某些有机2 有毒气体的脱除与回收等，在尾气治理、环境保护等方面也有广阔的应用前景。 变压吸附的特点 变压吸附气体分离工艺在石油、化工、冶金、电子、国防、医疗、环境保护等方面得到了广泛的应用，与其它气体分离技术相比，变压吸附技术具有以下优点： 1．低能耗，PSA工艺适应的压力范围较广，一些有压力的气源可以省去再次加压的能耗。PSA在常温下操作，可以省去加热或冷却的能耗。 2．产品纯度高且可灵活调节，如PSA制氢，产品纯度可达99．999％，并可根据工艺条件的变化，在较大范围内随意调节产品氢的纯度。 3．工艺流程简单，可实现多种气体的分离，对水、硫化物、氨、烃类等杂质有较强的承受能力，无需复杂的预处理工序。 4．装置由计算机控制，自动化程度高，操作方便，每班只需稍加巡视即可，装置可以实现全自动操作。开停车简单迅速，通常开车半小时左右就可得到合格产品，数分钟就可完成停车。
变压吸附原理及应用
变压吸附气体分离技术 目录 第一节气体吸附分离的基础知识 (2) 一、吸附的定义 (2) 二、吸附剂 (3) 三、吸附平衡和等温吸附线—吸附的热力学基础 (6) 四、吸附过程中的物质传递 (10) 五、固定床吸附流出曲线 (12) 第二节变压吸附的工作原理 (14) 一、吸附剂的再生方法 (14) 二、变压吸附工作基本步骤 (16) 三、吸附剂的选择 (17) 第三节变压吸附技术的应用及实施方法 (20) 一、回收和精制氢 (20) 二、从空气中制取富氧 (24) 三、回收和制取纯二氧化碳 (25) 四、从空气中制氮 (26) 五、回收和提纯一氧化碳 (28) 六、从变换气中脱出二氧化碳 (31) 附Ⅰ变压吸附工艺步骤中常用字符代号说明 (32) 附Ⅱ回收率的计算方法 (32)
第一节气体吸附分离的基础知识 一、吸附的定义 当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面的原子的剩余引力的作用，气体中的一些分子便会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。相反，固体表面上被吸附的分子返回气体相的过程称为解吸或脱附。 被吸附的气体分子在固体表面上形成的吸附层，称为吸附相。吸附相的密度比一般气体的密度大得多，有可能接近液体密度。当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的压力差异，使吸附相的组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。 吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。伴随吸附过程所释放的的热量叫吸附热，解吸过程所吸收的热量叫解吸热。气体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。不同的吸附剂对各种气体分子的吸附热均不相同。 按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附。 化学吸附：即吸附过程伴随有化学反应的吸附。在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂表面将发生反应生成表面络合物，其吸附热接近化学反应热。化学吸附需要一定的活化能才能进行。通常条件下，化学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。石灰石吸附氯气，沸石吸附乙烯都是化学吸附。 物理吸附：也称范德华（van der Waais) 吸附，它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力所引起的，此力也叫作范德华力。由于固体表面的分子与其内部分子不同，存在剩余的表面自由力场，当气体分子碰到固体表面时，其中一部分就被吸附，并释放出吸附热。在被吸附的分子中，只有当其热运动的动能足以克服吸附剂引力场的位能时才能重新回到气相，所以在与气体接触的固体表面上总是保留着许多被吸附的分子。由于分子间的引力所引起的吸附，其吸附热较低，接近吸附质的汽化热或冷凝热，吸附和解吸速度也都较快。被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来，所以物理吸附是可逆的。分离气体混合物的变压吸附过程系纯物理吸附，在整个过程中没有任何化学反应发生。本文以下叙述的除了注明之外均为气体的物理吸附。
变压吸附技术样本
变压吸附气体分离技术的应用和发展 摘要: 变压吸附气体分离技术在工业上得到了广泛应用, 已逐步成为一种主要的气体分离技术。它具有能耗低、投资小、流程简单、操作方便、 可靠性高、自动化程度高及环境效益好等特点。简单介绍了变压吸附分离技术 的特点, 重点介绍了近年来变压吸附技术各方面的进步和变压吸附技术当前所 达到的水平(工艺流程、气源、产品回收率、吸附剂、程控阀、自动控制等方面), 并对变压吸附技术未来的发展趋势进行了预测。 l 前言 变压吸附 (Pressure Swing Adsorption, PSA)的基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性, 经过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。该技术于l962年实现工业规模的制氢。进入70年代后, 变压吸附技术获得了迅速的发展, 装置数量剧增, 规模不断增大, 使用范围越来越广, 工艺不断完善, 成本不断下降, 逐渐成为一种主要的、高效节能的气体分离技术。 变压吸附技术在中国的工业应用也有十几年历史。中国第一套PSA工业装置是西南化工研究设计院设计的, 于l982年建于上海吴淞化肥厂, 用于从合成氨弛放气中回收氢气。当前, 该院已推广各种PSA工业装置600多套, 装置规模从数m3/h到60000m3/h, 能够从几十种不同气源中分离提纯十几种气体。 在国内, 变压吸附技术已推广应用到以下九个主要领域:
1．氢气的提纯; 2．二氧化碳的提纯, 可直接生产食品级二氧化碳; 3．一氧化碳的提纯; 4．变换气脱除二氧化碳; 5.天然气的净化; 6．空气分离制氧; 7．空气分离制氮; 8．瓦斯气浓缩甲烷; 9．浓缩和提纯乙烯。 在H2的分离和提纯领域, 特别是中小规模制氢, PSA分离技术已占主要地位, 一些传统的H2制备及分离方法, 如低温法、电解法等, 已逐渐被PSA 等气体分离技术所取代。PSA法从合成氨变换气中脱除CO2技术, 可使小合成氨厂改变其单一的产品结构, 增加液氨产量, 降低能耗和操作成本。PSA分离提纯CO技术为C l化学碳基合成工业解决了原料气提纯问题。该技术已成功的为 国外引进的几套羰基合成装置相配套。PSA提纯CO2技术可从廉价的工业废气 制取食品级CO2。另外, PSA技术还能够应用于气体中NOx的脱除、硫化物的脱除、某些有机有毒气体的脱除与回收等, 在尾气治理、环境保护等方面也有广阔的应用前景。 变压吸附的特点 变压吸附气体分离工艺在石油、化工、冶金、电子、国防、医疗、环境保护等方面得到了广泛的应用, 与其它气体分离技术相比, 变压吸附技术具有以下优点: 1．低能耗, PSA工艺适应的压力范围较广, 一些有压力的气源能够省 去再次加压的能耗。PSA在常温下操作, 能够省去加热或冷却的能耗。 2．产品纯度高且可灵活调节, 如PSA制氢, 产品纯度可达99．999％, 并可根据工艺条件的变化, 在较大范围内随意调节产品氢的纯度。 3．工艺流程简单, 可实现多种气体的分离, 对水、硫化物、氨、烃类等杂质有较强的承受能力, 无需复杂的预处理工序。
CO-H2分离变压吸附工艺方案
PSA净化项目 初步方案 附件1 装置设计要求 1.1 技术条件及规格 1.1.1 原料气条件 CO 理论含量为30.5%（此时H 含量为68.31%，其它组份的百分比同上表）。 2 流量：79200Nm3/h（CO含量为30.5%即理论含量时，装置所需的原料气量）压力：3.2 MPag 温度：40℃ 1.1.2 CO产品气 压力：0.005~0.02 MPag 温度：40℃ 产品气 1.1.3 H 2 压力：3.0MPag 温度：40℃ 1.2 装置工艺流程与物料平衡
图1 变压吸附提纯CO/H 2 流程框图 物流说明：1－原料气，2－CO产品气，3－氢气产品气， 4－PSA-CO吸附尾气，5－解吸废气，6－CO置换气 附件3 装置工艺流程描述 3.1工艺流程简述 本设计方案拟采用变压吸附（PSA）气体分离技术从原料气中分离提纯CO 和H 2 。整个工艺过程分为三个工序，即原料气预处理工序、变压吸附提纯CO工 序（PSA-CO）、变压吸附提纯氢气工序（PSA-H 2 ）。 经过低温甲醇洗脱硫脱碳后的原料气，首先通过预处理将其中的重组分杂质 脱除，然后送入PSA-CO工序分离提纯得到CO产品气，PSA-CO吸附尾气送入PSA-H 2 工序，在PSA-H 2工序得到H 2 产品气。 流程框图见图1。 3.1.1预处理工序 经过低温甲醇洗脱硫脱碳后的原料气首先进入预处理工序。 预处理工序的目的是将经过低温甲醇洗后的原料气中的甲醇等重组分杂质脱除，保护PSA-CO工序吸附剂。 3.1.2变压吸附提纯CO工序（PSA-CO） PSA-CO工序的作用是使CO进一步与其它组份如H 2、N 2 等杂质组份分离，得 到CO产品。来自预处理工序的原料气，进入PSA-CO吸附塔，吸附尾气从塔顶流入PSA-H 2 工序。经过一定循环步骤后，吸附塔内合格的CO通过逆向放压和抽真空方式排出吸附塔，进入CO产品气缓冲罐。 为了保证CO产品的连续性，PSA-CO装置由18个吸附塔组成，任何时刻均有
变压吸附技术浅析
变压吸附技术浅析 摘要介绍变压吸附技术，以及其的广泛应用、工艺改进和展望未来发展方向。 关键词变压吸附；气体分离；工艺改进；有机气体 变压吸附技术是20世纪40年代发展起来的一项新型气体分离技术。步入90年代后，在世界能源危机日益严重的国际环境下，变压吸附技术也得到了更为广泛的关注，已成为现代工业中较为重要的气体分离及净化方法。目前有数千套变压吸附装置在世界各地运行，用于各类气体的分离、提纯和工业气体的净化。如氢气、一氧化碳等气体的分离与提纯，天然气、乙炔气体的净化，空气分离制氧气和制氮气，废气的综合利用等。如同所有的新兴技术一样，伴随着变压吸附分离的技术进步，特别是吸附材料性能的提和吸附工艺的不断创新，环保、节能和节约的优点愈显突出，变压吸附分离技术正在加速占领工业气体分离的市场。 1变压吸附介绍 1．1 变压吸附概念 变压吸附( pressure swing adsorption， PSA) 是一种很常用的分离或提纯气体混合物的工艺，其主要的工业应用包括: a) 气体干燥； b) 溶剂蒸汽回收； c) 空气分馏； d) 分离甲烷转化炉排放气和石油精炼尾气中的氢； e) 分离垃圾埯埋废气中的二氧化碳和甲烷； f) 一氧化碳和氢的分离； g ) 异链烷烃分离； h) 酒精脱水。全世界大量的变压吸附操作单元应用于这些领域和其它一些领域。实际上，上述所列的a~ d 领域中，变压吸附已成为规定的分离工艺，并且适用范围很大，从个人医用的空气中 分离90% 的O2到甲烷转化炉排放气中分离99. 999%以上的氢均可适用。 变压吸附分离气体的概念比较简单。在一定的压力下，将一定组分的气体混合物和多微孔-中孔的固体吸附剂接触，吸附能力强的组分被选择性吸附在吸附剂上，吸附能力弱的组分富集在吸附气中排出。然后降低压力，被吸附的组分从吸附剂中解吸出来，吸附剂得到再生，解吸气中富集了气体中吸附能力强的组分，一般解吸时没有外部加热。 这个概念定义有许多不同的术语。变压吸附过程是在高于大气压的压力下吸附，在常压下解吸。真空变压吸附( vacuum swing adsorption，VSA) 过程是常压下吸附，真空下解吸。压力-真空变压吸附( pressure-vacuum swing adsorption，PVSA) 过程是则利用了上两种过程的优点。虽然概念比较简单，变压吸附/ 真空变压吸附的应用却相当的复杂，因为它包括了多层柱的设计，在多层柱上完成一系列连续的非等温、非等压、非稳定的循环吸附操作，包括了吸附、解吸、冲洗等过程，以控制产品气纯度、回收率以及分离操作的最优化。 1.2变压吸附的基本原理 变压吸附法的基本原理是利用吸附剂对不同气体的吸附容量、吸附力、吸附速度随压的不同而有差异的特性，在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附混合物中的易吸附组分(通常是物理吸附) ，当吸附床减压时，解吸这些吸附组分，从而使吸附剂再生。 1.3变压吸附的优点 1) 能耗低。它只在增压时消耗功，而且工作压力较低。真空解吸流程采用鼓风机 就可以增压。吸附剂再生不需要加热，只需消耗真空泵不大的功。制氧电耗0. 41kWh/
含尘气体分离方法
Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2016, 6(6), 124-128 Published Online November 2016 in Hans. https://www.360docs.net/doc/b714302180.html,/journal/hjcet https://www.360docs.net/doc/b714302180.html,/10.12677/hjcet.2016.66016 文章引用: 赵平, 张月萍. 含尘气体分离方法[J]. 化学工程与技术, 2016, 6(6): 124-128. Separation Method for Dust Gas Ping Zhao 1,2, Yueping Zhang 1,2 1 College of Chemical and Pharmaceutical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 2Hebei Research Center of Pharmaceutical and Chemical Engineering, Shijiazhuang Hebei Received: Oct. 18th , 2016; accepted: Nov. 6th , 2016; published: Nov. 9th , 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/b714302180.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Gas Solid separation is an important part of heterogeneous mixture separation. New Gas Solid se-paration methods and equipments appear with the social development and technology progress, as their foundation is still filtration, membrane separation, settlement, electrostatic precipitation, adsorption, wet precipitation etc. in unit operation. Different requirement is proposed to separa-tion method under different condition. Separation difficulty and cost increase with processed gas range increases and dust diameter decreases. Keywords Gas Solid Separation, Unit Operation, Controlling Haze 含尘气体分离方法 赵 平1,2，张月萍1,2 1 河北科技大学化学与制药工程学院，河北 石家庄 2 河北省药物化工工程技术研究中心，河北 石家庄 收稿日期：2016年10月18日；录用日期：2016年11月6日；发布日期：2016年11月9日 Open Access
第六章 离子交换分离技术
第六章离子交换分离技术 1.离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂通过静电引力吸附在离子交换器上，然后用洗脱剂洗脱下来从而达到分离、浓缩、纯化的目的。现已广泛应用于生物分离过程在原料液脱色、除臭、目标产物的提取，浓缩和粗分离等方面发挥着重要作用。 2.离子交换法要使用离子交换剂，常用的离子交换剂有两种： 使用人工高聚物作载体的离子交换树脂 是使用多糖做载体的多糖基离子交换剂 3.离子交换树脂是一种不溶于酸、碱和有机溶剂的固态高分子聚合物。 4.离子交换树脂的构成：载体或骨架：功能基团；平衡离子或可交换离子 5.离子交换反应是可逆的，符合质量作用定律 6.离子交换树脂按照活性离子的分类 树脂活性离子带正电荷，可与溶液中的阳离子发生交换，称为阳离子交换树脂 树脂活性离子带负电荷，可以溶液中的阴离子发生交换，称为阴离子离子交换树脂 7.离子交换树脂分离纯化物质主要通过选择性吸附（进行吸附时具有较强的结合力）和分步洗脱这两个过程来实现 8.强酸性阳离子交换树脂洗脱顺序：酸性<中性<碱性 9.离子交换树脂的分类方法有4种 按树脂骨架的主要成分分：聚苯乙烯型树脂；聚苯烯酸型树脂；多乙烯多氨-环氧氯苯烷树脂；酚-醛型树脂； 按骨架的物理结构来分：凝胶型树脂（微孔树脂，呈透明状态，高分子骨架）；大网格树脂（大树树脂，填充剂）；均孔树脂（等孔树脂）； 按活性基团分类：阳离子交换树脂，对阳离子具有交换能力 强酸性阳离子交换树脂：活性基团为硫酸基团（-SO3H）和次甲酸磺酸基团（-CH2SO3H）。都是强酸性基团能在溶液中解离出H+。 弱酸性阳离子交换树脂：活性基团由羧基（-COOH）和酚羟基（-OH），交换能力差。
《分离工程》思考题及习题
《生化分离工程》思考题及习题 第一章 绪论 1、生化分离技术依据的分离原理有哪些？ 2、生化分离工程有那些特点？ 3、简述生化分离过程的一般流程 ？ 4、生化分离技术的研究方向主要集中在那些方面？有哪些研究进展？ 第二章 预处理与固-液分离法 1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？ 2、何谓絮凝？何谓凝聚？各自作用机理是什么？ 3、发酵液中去除杂蛋白的原因是什么？方法主要有那些？ 4、固液分离的目的是什么？方法主要有那些？ 5、在生化工业中常用的过滤方式那两种？各自有何特点？ 6、何谓离心？离心分那两大类？各自有何特点及用途？ 7、何谓密度梯度离心？其工作原理是什么？ 第三章 细胞破碎法 1、革兰氏阳性菌和阴性菌在细胞壁在组成上有何区别？ 2、细胞破碎主要有那几种方法？ 3、机械法细胞破碎方法非机械破碎方法相比有何特点？ 4、何谓化学破碎法？其原理是什么？包括那几种？ 5、何谓酶法破碎法？有何特点？常用那几种酶类？ 6、细胞破碎率的测定方法有那些？ 7、何谓包含体？包含体的如何分离纯化？ 第四章 萃取分离法 1、何谓溶媒萃取？其分配定律的适用条件是什么？ 2、在溶媒萃取过程中pH值是如何影响弱电解质的提取？ 3、何谓乳化液？乳化液稳定的条件是什么？常用去乳化方法有那些？ 4、在发酵工业中，去乳化有何实际意义？ 5、某澄清的发酵液中含260mg/l放线菌D, 现用醋酸丁酯进行多级萃取。已知平衡常数K=57.0，料液流量450升/时，有机相流量20升/时。为达到此抗生素收率为98%的要求，需要多少级的萃取过程？ 6、何谓超临界流体萃取？超临界流体萃取的特点是什么？ 7、何谓反胶束萃取？其原理是什么？有何特点？ 8、何谓双水相萃取？双水相体系可分为那几类？目前常用的体系有那两种？ 9、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离？ 10、影响双水相萃取的因素有那些？当电解质存在，pH是如何影响双水相萃取的？ 11、用双水相萃取细胞破碎（匀浆）液时，一般是把目标产物分布在上相，而细胞碎片、杂蛋白等杂质分布在下相，为什么？ 第五章 沉淀分离法 1）何谓盐析沉淀？其沉淀机理是什么？有何特点？ 2) 生产中常用的盐析剂有哪些？其选择依据是什么？ 3) 何谓分步盐析沉淀？ 4）何谓等电点沉淀？其机理是什么？pH是如何影响pI的？ 5）有机溶剂沉淀的原理是什么？影响其效果的因素有那些？ 6）有机沉淀法与盐析沉淀法相比有何优缺点？ 7）简述各种沉淀方法的应用范围。
解析变压吸附空气分离技术的开发与应用
解析变压吸附空气分离技术的开发与应用 摘要：变压吸附空气分离技术是一种新型气体分离技术，这项技术与传统的分离技术相比具有明显优势。在今后发展过程中加强对该技术的研究是提升技术水平的必然要求。本文将重点探讨变压吸附空气分离技术的开发及应用。 关键词：空气分离变压吸附原理 去除原料空气杂质，提升原料空气有效组分纯度是提升生产效率的有效措施。近些年来人们逐渐意识到了气体分离的重要性，分离技术也得到了显著发展。变压吸附气体分离技术、膜分离技术就是其中的典型代表。传统空气分离技术本身的工艺流程非常复杂，投资大、调试要求高、占地面积也较大。对于那些中小气量设备而言就不能够应用传统技术。变压吸附空气分离技术更具优势，能够满足中小装置的需求。 一、变压吸附空气分离技术原理 所谓吸附主要指的是在两相组成一个体系之后，两相界面外的成分与相内成分是不一样的。此时在两相界面位置就会产生浓缩现象，这就是所谓的吸附。解析就是指那些被吸附的原子或者分子返回气相或者是液相的过程。变压吸附空气分离技术其实就是利用增加吸附容量，降压解析吸附组分手段来达到空气分离的目的。 变压吸附是有一定专门地过程中的，在实际工作过程中必须要严格按照既定步骤来进行操作。通常情况下完整的分离过程中应该包括：吸附、解吸再生以及升压这三个环节。吸附就是强吸附组分被吸附剂吸附，而弱吸附组分则是要从流出相从吸附床出口端流出。解吸再生的主要目的就是要能够实现吸附剂解吸再生。升压，通常是在解吸剂再生完成之后通过弱吸附组分来对吸附床来进行加压，这样做的主要目的是为了下一次的吸附做好充足准备。 二、开发 近些年来变压吸附空气分离技术得到了广泛应用，技术本身也在不断深化提升。随着生产工艺的不断深入，变压吸附空气分离技术自身的吸附性能不断改进，操作条件不断优化，新工艺也不断出现。正是因为这样，这项技术的性能又到了迅速提升。 1.操作条件得到优化。所谓操作条件的优化主要指的是操作条件以及操作温度的变化。操作温度是否合理直接关系到系统能否正常运行，在实际工作过程中对于这项工作应该保持高度重视。以往的工作过程中经常出现空气温度低于设计温度的现象，此时及会导致吸附容量的增加。为了有效解决这个问题工作人员决定在原料气管线上安装加热管，这样能够有效保证温度恒定。再生压力对回收压力的影响非常大，高空再生虽然能够获得较好回收率，但是利用这种方式又是非
变压吸附气体分离技术的应用和发展
综述评论 变压吸附气体分离技术的应用和发展! 魏玺群"陈健 #四川天一科技股份有限公司"四川成都$%&’’() 摘要*变压吸附气体分离技术在工业上得到了广泛应用"已逐步成为一种主要的气体分离技术+它具有能耗低,投资小,流程简单,操作方便,可靠性高,自动化程度高及环境效益好等特点+简单介绍了变压吸附分离技术的特点"重点介绍了近年来变压吸附技术各方面的进步和变压吸附技术目前所达到的水平#工艺流程,气源,产品回收率,吸附剂,程控阀,自动控制等方面)"并对变压吸附技术未来的发展趋势进行了预测+ 关键词*变压吸附-气体-分离-提纯-应用 中图分类号*./%%$0%1文献标识码*2文章编号*%&&3435&6#’&&’)&74&&&%4&( 89:;<<=>?@A>B CDE:F:=B
第六章 吸附与离子交换
第六章吸附与离子交换分离原理 第一节吸附 一、概念：指流体与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔表面并附着 1935年亚当斯、霍姆斯开始创制离子交换树脂，我国南开大学何炳林教授为鼻祖 例子：制备软水、各种抗生素（大孔网状树脂）的制备等 一、交换原理 应用合成的离子交换树脂作为载体，将溶液中的物质，依靠库仑力吸附在树脂上，然后用合适的洗脱剂将吸附物从树脂上洗脱下来，达到反应、分离、浓缩、提纯的目的。画示意图说明交换过程。 二、交换特点 树脂无毒性、能再生使用、基本不用溶剂，设备简单，操作方便。 三、用途 反应、产物分离提纯、脱色、转盐、去盐、制备软水等 四、离子交换树脂的组成 具有网状立体结构，含有高分子活性基团的高分子聚合物（不溶、稳定） 单元结构的组成：网络骨架（R）、功能活性基（-SO3，-N(CH)3-）、与活性带相反电荷的活性离子（可交换H+、OH-、Na+） 第二节离子交换树脂的分类及理化性能 一、分类（不同的分法有四种） 1．按树脂骨架（R）分：烯型（聚苯乙烯）、酸型（聚丙烯酸）、烷型（聚环氧氯丙烷）、胺型（环氧氯丙烯型多烯多胺型）、酚-醛型等 2．按树脂合成的方式：共聚（加成）型（聚苯乙烯）、缩聚型（酚-醛） 3．按骨架的物理结构 微孔（凝胶型）：2~4nm，分子链间距拉开，水干后闭合，孔为暂时性的。 大孔：100~1000nm，孔径大小不受外界条件影响，孔为永久性的。 等孔：树脂内部的孔道大小均匀，Frieded-Grafts反应生成二次甲基桥链 4．按活性基团 含酸性基团的阳离子交换树脂、含碱性基团的阴离子交换树脂 5．其他树脂 敖合树脂：含有敖合能力基团，对某些离子具有特殊选择力。 两性树脂：同时含有酸、碱两种基团的树脂，主要勇于苦咸水的淡化及废水处理。 二、活性基团分类的四种类型树脂 1．强酸基团的阳离子交换树脂 活性基：-SO3H、-CH2SO3H、-PO(OH)2、-PHO(OH)次磷酸基团 树脂特点：稳定、电离程度不受PH的影响，任何情况下可发生交换，交换快，再生剂用量较大3~5倍。 2．弱酸阳离子交换树脂
变压吸附原理
变压吸附原理 在吸附平衡情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大。反之，压力越低，则吸附量越小。 在空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。当压力降到常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。 变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。当压缩空气从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程，整个吸附，再生过程为120秒。 然气制氢由天然气蒸汽转化制转化气和变压吸附(PSA)提纯氢气(H2)两部分组成，压缩并脱硫后天然气与水蒸汽混合后，在镍催化剂的作用下于820~950℃将天然气物质转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气，转化气可以通过变换将一氧化碳(CO)变换为氢气(H2)，成为变换气，然后，转化气或者变换气通过变压吸附(PSA)过程，得到高纯度的氢气(H2)。 天然气制氢气也是一个比较传统的技术，以前常用于大规模的氢气供应场合，例如5000m3/h以上的氢气供应量。我们根据中国氢气用户分散而且规模较小的特点，开发了低投资和低消耗的天然气蒸汽转化制氢技术，非常适合中小规模的氢气需求场合。在天然气丰富的地区，天然气制氢是最好的选择。我公司已经为国内和国外用户建设了这类装置和转让了技术。 典型装置 中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司天然气制氢装置 天然气制氢的主要技术： 天然气蒸汽一段转化技术，适合中小规模的制氢。 天然气蒸汽一段转化串接纯氧二段转化技术，适合于中大规模的制氢。 天然气两段换热式转化技术，适合中等规模的制氢技术。 天然气部分氧化制氢，适合大规模的制氢。 焦炉气部分氧化制氢，适合焦炉气资源丰富的地区。 产品特点 氢气规模：200~100,000m3/h 氢气纯度：99~99.999% 氢气压力：0.5~3.5MPa 适用领域：双氧水、山梨醇、TDI、MDI、苯胺加氢等精细化工或医药中间体加氢过程，炼油厂加氢过程等。 技术特点 采用独特的热能回收技术，将转化炉的热效率提高; 设计优良的废热锅炉，为制氢装置的长周期运转，提供可靠的保障; 专有的转化炉烟气流动方式，燃料气的消耗更低。 无扰动切换吸附塔的变压吸附(PSA)提纯氢气大大提高了系统的可靠性。 技术原理
生物制药工艺学第六章吸附分离法
第六章吸附分离法（习题） 一、填空 1、吸附剂按其化学结构可分为两大类：一类是有机吸附剂，如、、 等；另一类是无机吸附剂，如、、、等。 2、常用的吸附剂有、和等。 3、大孔网状聚合物吸附剂是在树脂聚合时加入致孔剂，待网格骨架固化和链结构单元形成后，用溶剂萃取或蒸馏水洗将致孔剂去掉，形成不受外界环境条件影响的，其孔径远大于2～4nm，可达，故称“大孔”。 4、大孔网状聚合物吸附剂按骨架的极性强弱，可分为、、和 吸附剂四类。 二、选择题 1、用大网格高聚物吸附剂吸附的弱酸性物质，一般用下列哪种溶液洗脱（） A.水 B.高盐 C.低pH D. 高pH 2、“类似物容易吸附类似物”的原则,一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质 （） A.极性溶剂 B.非极性溶剂 C.水 D.溶剂 3、“类似物容易吸附类似物”的原则, 一般非极性吸附剂适宜于从下列何种溶 剂中吸附非极性物质。（） A.极性溶剂 B.非极性溶剂 C.三氯甲烷 D.溶剂 4、下列属于无机吸附剂的是：（） A.白陶土 B.活性炭 C.淀粉 D.纤维素 5、活性炭在下列哪种溶剂中吸附能力最强？（） A.水 B.甲醇 C.乙醇 D.三氯甲烷 6、关于大孔树脂洗脱条件的说法，错误的是：（） A .最常用的是以高级醇、酮或其水溶液解吸。 B. 对弱酸性物质可用碱来解吸。 C. 对弱碱性物质可用酸来解吸。 D.如吸附系在高浓度盐类溶液中进行时，则常常仅用水洗就能解吸下来。
三、名词解释 1、吸附法(adsorption method)： 2、大网格高聚物吸附剂（macroreticular adsorbent）： 四、问答题 1、简述吸附法的定义和特点。 2、影响吸附的因素有哪些？
第六章 色谱分析法
第六章色谱分析法 第一节色谱法的来源与特点 一、色谱法的来源 色谱法（chromatography）早在1903年由俄国植物学家茨维特最先发明并定义，他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。他称之为色谱。这种方法因此得名为色谱法，又称层析法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离。 二、色谱法的特点和优点 色谱分析法的特点： 具有高超的分离能力，而各种分析对象又大都是混合物，为了分析鉴定它们是由什么物质组成和含量是多少，必须进行分离，所以色谱法成为许多分析方法的先决条件和必需的步骤。 色谱法的优点： （1）分离效率高。 （2）应用范围广。 它几乎可用于所有化合物的分离和测定，无论是有机物、无机物、低分子或高分子化合物，甚至有生物活性的生物大分子也可以进行分离和测定。 （3）分析速度快。 一般在几分钟到几十分钟就可以完成一次复杂样品的分离和分析。 （4）样品用量少。 用极少的样品就可以完成一次分离和测定。 （5）灵敏度高。 例如GC可以分析几纳克的样品。
第二节色谱过程和基本原理 一、色谱过程 实现色谱操作的基本条件是必须具备相对运动的两相，固定相和流动相。 色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间多次“分配”的过程。 组分的结构和性质微小差异与固定相作用差异随流动相移动的速度不等差速迁移色谱分离。 二、色谱流出曲线和有关概念 1.色谱流出曲线 是由检测器输出的电信号强度对时间作图所绘制的曲线，又称为色谱图。 2.基线 是在操作条件下，没有组分流出时的流出曲线。基线反映仪器（主要是检测器）的噪音随时间的变化。 3.色谱峰 是流出曲线上的突起部分。 正常色谱峰、拖尾峰和前延峰。 对称因子fs（symmetry factor）：衡量色谱峰的对称性。 4.定性参数
第六章色谱法
第六章 色谱法 基本要求 1．了解色谱法的分类及特点。 2．掌握薄层色谱法的基本原理，理解比移值R f 、的含义和展开剂的选择要求。 3．结合色谱流出曲线理解保留值、相对保留值、死体积、色谱峰区域宽度、标准偏差、峰底宽度等基本概念。理解分配系数、分配比的含义。 4．理解塔板理论，掌握柱效能指标 n 有效、H 有效的计算。 5．理解范氏方程中各项的物理意义及各项的影响因素。 6．掌握分离度R 的含义及分离度的有关计算。 7．掌握气液色谱固定相的选择原则，能根据固定相与组分分子之间的作用力决定组分出峰的顺序。 8．理解热导池检测器和氢火焰离子化检测器的工作原理。理解检测器的性能指标灵敏度和检测限的含义。 9．掌握气相色谱定量分析方法（归一化法和内标法）以及各自的特点。 10理解高效液相色谱法的基本原理及特点，掌握正相色谱法和反相色谱法的含义。 11.了解气相色谱仪、高效液相色谱仪的组成及各部分的作用。 13.了解色谱法的分类及特点。 主要计算公式： 1．分配系数K K = m S C C 2．分配比 k =m s W W 3．分配系数比 '' 12121 2 R R t t k k K K === α 4．分配系数与分配比之间的关系 S M M M S S V V k V W V W K ?== 5．分配系数或分配比与相对保留值之间的关系 2 1 21122 1K K k k t t r R R = = ''= 6．理论塔板数 n = H L =5.54(2/1W t R )2 =16(W t R )2 7．有效理论塔板数
n eff =5.54(2 /1' W t R )2 =16(W t R ')2 8．分离度 定义式 2 /)(2112W W t t R R R +-== ) ()(22112W W t t R R +- 近似式 2 1 241142R R R t t t n k k a a n R -? =+?-?= 9.灵敏度 浓度型检测器 S C ＝AC 1C 2C 3／W 质量型检测器 S m ＝AC 1C 2·60／W 10．检测限 质量型检测器： D m ＝2N ／S m 浓度型检测器： D c ＝2N ／S c 11．色谱峰面积 对称峰 A=1.064?h ?W 1/2 不对称峰 A=h )(2 1 85.015.0W W +? 12．定量计算 归一化法 %100%332211???????+++= n n i i i f A f A f A f A f A C 内标法 %100%??= m m f A f A C s s s i i i 外标一点法 s s i i m A A m ?= 内标对比法 对照对照 样品样品）（）（%)()(%i S i s i i C A A A A C ?= 典型例题解析 例1．在1m 长的填充色谱柱上，某镇静药物A 及其异构体B 的保留时间分别为5.80min 和6.60min,峰底宽度分别为0.78min 及0.82min,空气通过色谱柱需1.10min 。计算 （1）组分B 的分配比 （2）A 及B 的分离度 （3）该色谱柱的平均有效理论塔板数和塔板高度 （4）分离度为1.5时,所需的柱长