天津大学姜忠义_化工分离工程教案
《化工分离工程》课程教学大纲(本科)
《化工分离工程》课程教学大纲英文名称：Chemical Separation Engineering课程类型：学科基础课课程要求：任选学时/学分：32/2适用专业：高分子材料与工程一、课程性质与任务化工分离工程是研究过程工业中物质分离和纯化的工程技术学科。
本课程讲授传质与分离工程的原理和应用，利用前期课程中介绍的有关相平衡、热力学、传热、传质等理论来研究化工生产实际中一些主要的传质单元操作，从分离过程的共性出发，讨论各种分离方法的特征，强调将工程与工艺相结合的观点，理论联系实际，以提高解决实际问题的能力以及设计和分析计算能力。
通过本课程的学习，学生应掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点，简捷和严格的计算方法和强化改进操作的途径，对一些新分离技术有一定的了解。
二、课程与其他课程的联系本课程是高等学校化学工程与工艺专业的一门主干课程，是学生在具备了物理化学、化工原理等技术基础知识后的一门学科基础课。
课程内容的基础概念和基本定律在化工原理课程中已经学过，是化工原理课程的延伸，主要讲授传质与分离工程的原理及在多组分物系中的应用，为后续的化工工艺设计课程、化工过程开发课程及毕业设计等环节奠定理论基础。
三、课程教学目标本课程着重基本概念的理解，为分离过程的选择、特性分析和计算奠定基础。
从分离过程的共性出发，讨论各种分离方法的特征。
强调将工程与工艺相结合的观点，以及设计与分析能力的训练；强调理论联系实际，以提高解决工程实际问题的能力。
1.了解分离操作在化工生产中的重要性，掌握传质分离过程的分类和特征；2.掌握相平衡及相平衡常数的计算方法，掌握多组分物系的泡点和露点计算；3.理解多组分精馏过程的原理、流程，掌握简捷法计算精馏过程；4.了解特殊精馏原理及流程，熟悉萃取精馏、共沸精馏的简单计算；5.了解多组分吸收和解吸过程原理及流程，掌握平均吸收因子法、有效吸收因子法计算多组分吸收过程；熟悉解吸方法；通过课程学习，要求学生能掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点，简捷和严格计算方法及强化改进操作的途径，掌握较为前沿的新分离技术。
天津大学化工传质分离资料第1章绪论剖析
▪ Principles ▪ Applications ▪ Calculations
Chemical Separation Principles
Contents
References---Journals
Separation and Purification Technology， Elsevier Science
Journal of membrane Science, Elsevier Science
Course Description
Fundamentals of various separation processes and the tools necessary for selecting the most suitable separation sequence for a required task.
References---Journals
AIChE Journal, ACS Chemical Engineering Science, Elsevier Science Industrial & Engineering Chemistry Research, ACS Chemical Engineering Technology, Wiley
Discussion of comparative energy requirements, economics, advantage and disadvantages of proposed separation tasks.
Course objective
化工分离工程课件 (一)
化工分离工程课件 (一)化工分离工程是化工工程的重要组成部分，也是重要的基础课程之一。
化工分离工程的主要内容是研究并掌握化学品的分离方法，即从混合物中分离出所需的成分。
化工分离工程涉及的知识十分广泛，包括物理、化学、数学等课程的知识，因此对学生的综合素质提出了很高的要求。
为了更好地掌握化工分离工程的理论和实践知识，教师制作化工分离工程课件已成为常规教学手段。
化工分离工程课件主要包括分离原理、分离设备、分离过程控制等内容。
其目的是使学生通过课件学习化工分离工程的基础理论和技术方法，了解常用的分离设备和其特点，掌握实际分离过程的操作方法和过程控制技术。
化工分离工程课件的制作需要考虑多个方面的要素。
其一，内容要准确、详尽且可靠，要及时更新，以求紧跟行业最新技术和应用前沿。
其二，结构要清晰明了，条理分明，达到便于理解和记忆的效果。
其三，其所包含的教学多媒体要鲜明生动，使学生能够在视觉、听觉等各方面受到充分的训练。
最后，还需要配合教学实践，对课件进行修正和完善，使之发挥出最佳效益。
通过翻阅相关的化工分离工程课件，我们可以看到课件所提供的内容非常丰富，从分离原理、分离设备到分离过程控制等内容均有详细介绍。
同时，课件也配有具体的实例和案例，通过生动形象的图像、动画等多媒体呈现方式，使学生能够更加直观地理解和掌握化工分离工程的基础理论和技术方法。
化工分离工程课件为学生提供了一个在线学习化工分离工程的平台，让学生便捷地获取化工分离知识，能够更加充分地了解化工分离工程的原理和实践技术。
通过轻松自主的学习方式，学生可以在校园内外任意时间选择学习，提高了学生的学习效率和兴趣。
同时，化工分离工程课件的制作也为授课教师节约了大量的教学时间，使教学效果得到了很大的提高。
综上所述，化工分离工程课件的制作和运用对教学具有十分重要的价值。
它使学生更加清晰地了解化工分离工程的核心理论和要领，提高学生的学习兴趣和课堂体验。
同时，也为教师的教学提供了有效的手段和课件素材，提高教学效果，优化教学内容。
2《化工分离工程》授课计划
1、掌握共沸物精馏流程；
2、了解共沸精馏计算。
2
第
4
周
教学楼
9
教学内容：
萃取精馏
教学要求：
1、理解萃取精馏基本原理；
2、掌握萃取精馏溶剂的选择。
2
第
5
周
教学楼
10
教学内容：
加盐精馏
教学要求：
1、理解气液平衡盐效应及溶盐选择；
2、了解溶盐精馏和加盐精馏。
2
第
5
周
教学楼
11
教学内容：
反应精馏
教学要求：
教学要求：
1、了解头孢菌素C的生产环节；
2、理解流程中分离过程的选择。
2
第
15
周
教学楼
30
教学内容：
Aspen Plus在化工分离计算中的应用
教学要求：
1、了解Aspen Plus的主要功能和特点；
2、了解Aspen Plus基本操作。
2
第
15
周
教学楼
31
复习
2
第
16
周
教学楼
32
复习
2
第
16
周
教学楼
2、了解多组分精馏塔的简捷计算方法。
2
第
3
周
教学楼
6
教学内容：
多组分精馏的严格计算、气液传质设备效率
教学要求：
1、了解多组分精馏的简捷计算；
2、掌握气液传质设备效率。
2
第
3
周
教学楼
7
教学内容：
共沸物特性、共沸剂的选择
教学要求：
1、了解共沸物特性；
2、掌握共沸剂的选择。
《化工分离工程》教案
@@@@大学《化工分离工程》教案~ 学年第学期课程学时65学院化学工程课程名称化工分离工程专业化工工艺主讲教师课时安排：5学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第一章绪论教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解分离工程在工业生产中的重要性，分离过程的分类以及常用的化工分离操作过程。
了解工业上常用的分离单元操作的基本原理，了解一些典型应用实例。
理解分离操作理论的形成和特性，分离过程的开发方法和发展趋势。
掌握分离因子的定义和应用，了解传质分离过程的分类和特征。
识记分离剂的类型及分离过程的选择方法。
教学目的要求：识记：分离剂的类型，分离因子概念，分离过程的选择方法。
领会：分离过程的特征与分类。
应用：分离过程的研究内容与研究方法。
本章重点：掌握分离过程的特征与分类，分离因子与固有分离因子的区别，平衡分离和速率分离的原理。
本章难点：用分离因子判断分离过程的难易程度，分离因子与级效率之间的关系。
教学内容（注明：* 重点# 难点？疑点）：分离操作在化工生产中的重要性；传质分离过程的分类和特征；本课程的任务和内容。
第一节分离操作在化工生产中的重要性第二节传质分离过程的分类和特征1．2．1平衡分离过程1．2．2速率分离过程第三节本课程的任务和内容教学方式、手段、媒介：以多媒体为主黑板设计：左边幻灯，右边板书讨论、思考题、作业：课时安排：15学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第二章多组分分离基础教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：教学目的要求：1. 掌握相平衡各种关系式及计算；2. 掌握多组分物系的泡点和露点温度和压力的计算；3. 掌握等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。
本章主要讨论：设计变量；相平衡关系；泡点和露点的计算；闪蒸过程计算。
本章重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子；泡点方程和露点方程法；等温闪蒸过程和部分冷凝过程；闪蒸方程。
天津大学化工分离工程教案第3章多组分精馏和特殊精馏精品文档
—方程的根。 取LK>>HK的根
19
3.1.3 最少理论板数（Nm）和组分分配
全回流对应最少理论板数，但全回流下无产品采出， 因此正常生产中不会采用全回流。 什么时候采用全回流呢？
Fenske
Underwood Gilliland
Nm
Rm
R、N
34
开始
指定进料条件
指定两个关键组分的分离程度
估计非关键组分的分离情况
决定精馏塔操作压力和冷凝器类型 （泡、露点计算）
在塔压下作闪蒸计算
（绝热闪蒸计算）
计算最少理论板数和非关键组分的分离程度
（Fenske eq.）
no 计算值与估计值是否接近
图3-6 四组分精馏液相组成分布
11
多组分精馏与二组分精馏在含量分布上的区别：
（1）关键组分含量存在极大值； （2）非关键组分通常是非分配的，
即重组分通常仅出现在釜液中， 轻组分仅出现在馏出液中； （3）重、轻非关键组分分别在进料板下、上 形成几乎恒浓的区域； （4）全部组分均存在于进料板上，但进料板 含量不等于进料含量。
2
xA xB
2
由物料衡算：
yA yB
3
xA xB
2
可得： x xB AD12x xB A212y yB A3
依此类推到塔釜：
xxB AD12N1NxxB AW （3-5）
（1）萃取精馏（Extractive Distillation）： 加入的质量分离剂不与被分离系统中的任何组分 形成共沸物，而其沸点又较原有的任一组分高， 从塔釜离开。加入的质量分离剂称为溶剂。
分离工程教案-第1章绪论
一、教学目的：通过本课程教学，使学生典型分离技术的基本内容，掌握多组分精馏和吸收、吸附、膜分离等单元操作的原理和有关计算；能进行典型化工单元操作的工艺计算。
二、时间安排：60学时1、绪论2学时2、精馏12学时3、特殊精馏8学时3、吸收12学时4、吸附14学时5、膜分离技术10学时6、复习2学时7、合计60学时三、重点与难点1、重点：精馏、吸收2、难点：吸附、膜分离四、授课1．2节（一）引入：《化工原理》课中，我们学习了双组分物料分离的单元操作。
但是自然界存在的绝大多数物质，多数是以多种成分的混合物形式存在，当我们需要其中的某一组分物质时，往往需要对多组分混合物重新进行混合和分离，如选矿、冶炼、食盐的制取、石油的分馏等，所以，在工程上，多组分分离更具有实际意义，为此，特开设分离工程课程以满足工程需要。
（二）授课：第一章绪论第一节概况一、分离工程的作用、意义和分类：1、概括化工生产过程：1）原料的预处理（粉碎、加热、分离）；2）经预处理的原料通过化学反应而生成产物（包括中间品、产品）；3）产物的分离和提纯。
4）物料的输送5）化工过程可概括为：化学反应、分离、加热（冷）等预处理、输送------产生学科：反应工程、分离工程、传热、流体（粉体）的输送。
2、关于分离过程1）物质(组分)的混合为自发的自然过程，并拌有熵增大，也是所谓的无序程度的增加。
相反，将混合物分离则不是自发过程，需要消耗一定能量。
2）如果被分离的混合物存在两个或多个互不溶的相，一般先利用机械方法分离各相，如利用重力场、离心力常或电场等予以分离。
随后对每相采用适当的分离技术分离之。
3）对于均相混合物（气相、液相或固相），通常是产生或加入一个与其不互溶的另一相物质，而实现混合物的分离的。
此不互溶的物质可以利用能量分离剂)(MSA加入。
(ESA产生，或作为质量分离剂) 4）能量分离剂包括热、压力、电、磁、离心运动、辐射等；质量分离剂指过滤介质、吸收剂、表面活性剂、吸附剂、离子交换树脂、膜材料等。
天津大学 化工分离工程 理论课和理论(含实践)课教学内容
理论课和理论（含实践）课教学内容1 结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况，说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标我省为全国化工第一大省，近期发展目标是成为化工强省。
但我省化工行业技术力量远落后于全国平均水平，为我省化工企业提供急需实用型技术人才是我校化学工程与工艺专业教学的主要任务。
本课程重视理论和实践，注重技能性和实用性，强调学生能力的培养和素质的提高。
通过本课程学习，学生可掌握各种常用分离过程的基本原理，操作特点，简捷和严格计算方法，强化改进操作的途径，了解一些新分离技术，提高学生理论联系实际，解决问题的能力，对同学今后胜任化工方面的生产、研究工作，以及继续深造都是非常重要的。
因此，分离工程是化学工程及化学工艺专业和化学制药专业的主干课程之一。
2 知识模块顺序及对应的学时第一章绪论(2学时)：本课程的内容和任务；分离过程在化工生产中的重要性；分离过程的分类和特点；分离方法的选择；分离过程的集成化第二章单级平衡过程（8学时）：相平衡；多元物系的泡点和露点计算；闪蒸过程的计算第三章多组分分离过程分析与简捷计算（16学时）：设计变量；多组分精馏过程；萃取精馏和共沸精馏；吸收和蒸出过程；萃取过程第四章多组分多级分离过程的严格计算（8学时）：平衡级的理论模型；三对角矩阵法；逐级计算法第五章分离设备的处理能力和效率（5学时）：气液传质设备的处理能力和效率；萃取设备的处理能力和效率；传质设备的选择；第六章分离过程的节能（6学时）：分离过程的最小功和热力学效率；精馏过程的节能技术；分离顺序的选择第七章其它分离技术和分离过程的选择（5学时）：膜分离技术；吸附分离技术；反应精馏；分离过程的选择实践（验）课教学内容（一）课程设计的思想、效果以及课程目标1、实践性教学的设计思想化学工程与工艺专业的培养目标及就业方向决定了该专业的毕业生应善于将所学理论知识与化工生产实际相结合，应具有较强的解决化工生产实际问题的能力。
《化工分离工程》教案
课时安排：10 学时
教学课型：理论课 实验课√ 习题课□ 实践课□ 其它□
题目（教学章、节或主题）：
实验教学内容
教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 通过实验达到对化工分离过程加深理解的目的
教学内容（注明：* 重点 # 难点 ？疑点）：
实验一：共沸精馏 设计型实验（6 学时）
1、实验目的 1）．了解工业无水乙醇的制备方法； 2）．了解共沸精馏的基本原理和实验装置的使用方法； 3）．训练设计实验方案的能力。
《化工分离工程》 教案
2009~ 2010 学年 第 二 学期
学 院、 系 室 课程名称 专业、年级、班级 主讲教师
化学工程系 化工分离工程 化工 2007 级
陈彦
福建农林大学
课程的目的和任务：
本课程面向化学工程与工艺专业，为专业核心课，学分 2.5 分，学时为 50，讲授 40 学时，实验 10 学时。 二、本课程的性质、地位和任务
6．4．2‘内外法算法 6．5 非平衡级模型简介 教学方式、手段、媒介：以多媒体为主
天津大学 化工分离工程 完整教案
天津大学化工分离工程完整教案第一章绪论一、学习目的与要求通过本章的学习，能对传质分离过程有一个总体了解。
二、考核知识点与考核目标（一）、化工分离操作在化工生产中的重要性（一般）识记：化工分离操作在化工生产中的重要性分析。
（二）、分离过程的分类和特征（次重点）识记：分离过程的分类和特征，传质分离过程的分类和特征。
§1.1 本课程的内容和任务§1.1.1课程内容、性质与特点该课程是化学工程专业所开设的一门专业基础课之一。
分离过程是将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作，它是一门与实际生产联系极其紧密的课程，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等技术知识后的一门必修课，它利用这些课程中有关相平衡热力学、动力学机理、传热、传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系的分离和提纯技术。
由理想理想气体实际气体理想溶液实际溶液由简单复杂二元精馏多元精馏单组分吸收多组分吸收§课程设置的目标开设本课程，为了使学生掌握各种常用的分离过程的基本理论、操作特点、简捷和严格计算方法和强化改进操作的途径。
对一些新分离技术有一定的了解。
1、注重基本概念的理解，为分离工程的选择、特性分析和计算奠定基础；2、分离过程的共性出发，讨论各种分离过程的特征；3、强调工程和工艺相结合的观点，注意设计和分析能力的训练，强调理论联系实际，提高解决问题的能力。
§1.1.3与本专业其他课程的关系与该专业课相关的基础课《物理化学》、《传递过程原理》、《化工原理》、《化工热力学》等与本课程有着相当密切的关系，是本课程的技术基础课，同时本课程又是《化工工艺设计与化工过程开发》的基础，它与《化工反应工程》紧密相连，只有这些课学好了才能学好这门课,做好毕业设计。
§学习方法及要求1. 理解重要公式的推导过程及推导假设，掌握公式及公式的使用范围；2. 掌握各种分离过程的基本原理、理论、操作特点，简捷法（FUG）和严格计算法及强化改进操作的途径，对设备的特殊要求；3. 该课程应用性、技能性较强，须认真地做习题，加深对所学内容的理解；4. 会用计算中常用到的手册和图表提高使用图表的能力。
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超临界流体具有低粘度、高密度、扩散系数大、超强 的溶解能力等特性。
4.2 超临界流体萃取
超临界流体萃取是一种以超临界流体作为萃取剂，从固体或液体中提 取出待分离的高沸点或热敏性物质的新型萃取技术。
超临界流体（SCF）是状态处在高于临界温度、压力条件下的流体， 它具有低粘度、高密度、扩散系数大、超强的溶解能力等特性。
典型的萃取流程
4.2.3 超临界流体萃取的应用
超临界流体萃取已深入应用到医药﹑食品 ﹑生物﹑化学工业等领域。
案例： 案例：超临界流体萃取的在化学工业应用实例
①烃的分离 ②有机溶剂水溶剂的脱水（醇﹑甲乙醇等） ③有机合成原料的精制（己二酸﹑己内酰胺等） ④共沸化合物的分离 ⑤反应的稀释溶剂（聚合反应﹑烷烃异构化反应） ⑥反应原料回收（从低级脂肪酸盐的水溶液中回收脂肪酸）
l N = l0 + vN +1 − v1
各式可用质量单位或摩尔单位。由于在绝热萃取塔中温度变化一般都不 大，因此一般不需要焓平衡方程，只有当原料与溶剂有较大温差或混和 热很大时才需考虑。
4.1.3 分馏萃取
通常采用塔中部进料的分馏萃取流程。
洗涤液 溶剂 脱溶剂的 SR 萃取相 溶剂 脱溶剂的 SR 产品A 溶剂 T 溶剂 S
— —
＋ ＋
— — — — — —
— — ＋ ＋ 0
— 0
案例
苯中分离链烃。苯在罗宾斯表中属于第11组，而所选的链烃—庚烷属于 第12组。由罗宾斯表可见，第8组（伯胺、氨、无取代基的氨基化合 物）与芳烃形成的物系对拉乌尔定律产生负偏差，与链烃形成的物系 产生正偏差。 尽管胺或氨基化合物在分离该混合物上很可能是有效的，没有迹象表明 是否一定分层。罗宾斯表也指出，第4组（具有活性氢原子的多环链 烃）、第7组（仲胺）和第9组（醚、氧化物、亚砜）均与链烃形成正 偏差物系，与芳烃形成理想物系。这类溶剂同样可认为是可行的溶剂。 但没有表明形成的液相数目。
例题：
在实验室对某稀溶液物系进行萃取实验，活塞流工况下测得（HTU）ox= 0.9144 m。现放大设计一个工业塔，已知 : （NTU）ox= 4 、 Pex=19、
Pey=50 、 E=0.5 。求塔高是多少 ？
解 ：对于活塞流,塔高H （4-39）：
0.5 4 × 0.9144 1 − = 1− H 1 + 19(0.9144 / H ) − 0.5 + (1/ 4) 50(0.9144 / H ) − 1 + 0.5 + (1/ 4)
( NTU ) 0 =
( y − y ) ln
*
0.0115 − 0.00397 = 0.869 0.00867
( HTU ) 0 =
H 1.4 = = 1.61(m) ( NTU ) 0 0.869
则
E 5.67 × 10−6 Koa = = = 7.816 × 10− 4 1 /s −3 ( HTU )0 A 1.61 × 4.5 × 10
m3/s，萃取平衡关系为 ：y=0.0247x。 试求：(1)萃取相总传质单元数； (2) 萃取相体积传质系数Koa。
解: 设萃取塔中传质速率为N。 则 N = E (y0－y1) = 5.67×10-6 (0.0115－0.00397)=4.269×10-8 kmol/s 塔顶和塔底的萃取相平衡浓度为：
进料 进料 进料
A,B
溶剂 S
萃余液
溶剂
萃余液
溶剂
TR
溶剂 T
脱溶剂的产品B （c)
(a) (a)
分馏萃(c) 双溶剂分馏萃取
4.1.4 微分逆流萃取模型
一﹑活塞流模型
活塞流模型是一个完全理想化的微分逆流萃取模型。它假定塔内同一截面上任 一点每一相的流速相等，两相在塔内作活塞流动；两相的传质只发生在水平 方向上，在垂直方向上，每一相内没有物质传递。
活塞流=（ HTU） ox （ NTU ） ox
，将已知数据代入式
该方程为非线形方程，用迭代方法求解H = 5.26 m 效率 =（HTU）ox（NTU）ox / H = 4×0.9144 / 5.26 ×100 % = 69.5 %
4.2 超临界流体萃取
超临界流体萃取是一种以超临界流体作为萃取剂，从 固体或液体中提取出待分离的高沸点或热敏性物质的 新型萃取技术。
作为萃取溶剂的超临界流体必须具备以下条件： ①萃取剂应具有化学稳定性，对设备无腐蚀性； ②临界温度不能太高或太低，最好在室温附近； ③操作温度应低于被萃取溶质的变性温度； ④为减小能耗，临界压力不能太高； ⑤选择性好，容易得到高纯产品； ⑥溶解度要高，可减少溶剂的循环量； ⑦萃取溶剂易得，价格便宜。
4.2 超临界流体萃取
技术优势： ① 超临界流体具有极强的溶解能力，能实现从固体中提取有效成 分。 ② 可通过温度、压力的调节改变超临界流体的溶解能力的大小， 因而超临界流体萃取具有较好的选择性。 ③ 超临界流体传质系数大，可大大缩短分离时间。 ④ 萃取剂的分离回收容易。
4.2.1 超临界流体萃取的热力学基础
二、萃取体系的分类
(1) 简单分子萃取体系 (2) 中性络合体系 (3) 酸性络合萃取体系 (4) 离子缔合萃取体系 (5) 胺类萃取体系
案例
伯、仲、叔胺分子中的氮原于具有孤对电子，能和无机酸的H+离子 以稳定的配位键形成相应的铵盐。这些铵盐和季铵盐中的阴离子 与水相中的金属络合阴离子发生交换，使被萃取物进入有机相。 因此，这种萃取机理主要是阴离子交换反应。 胺类萃取剂一般适用于无机酸、金属离子的萃取。另外，胺类萃取 剂属于Lewis碱，利用它的弱碱特性，可实现对有机羧酸、酚类等 的萃取分离。
对数平均浓度差为：
( y − y ) ln =
* * * ( y 0 − y 0 ) − ( y1 − y1 )
因此得：
y * − y0 ln 0 y* − y 1 1
y 0 − y1
=
=
0.01290 − 0.000549 = 0.00867 kmol/m 3 0.01290 ln 0.00549
表 4-3 常见超临界流体的物理性质 化合物 CO2 氨 甲醇 乙醇 异丙醇 丙烷 正丁烷 正戊烷 苯 乙醚 蒸发潜热(25℃) KJ/mol 25.25 23.27 35.32 38.95 40.06 15.1 22.5 27.98 33.9 26.02 沸点(℃) -78.5 -33.4 64.7 78.4 82.5 -44.5 0.05 36.3 80.1 34.6 Tc,℃ 31.3 132.3 240.5 243.4 235.5 96.8 152.0 196.6 288.9 193.6 临界参数 pc, MPa 7.15 11.27 8.1 6.2 4.6 4.12 3.68 3.27 4.89 3.56 dc g/cm3 0.448 0.24 0.272 0.276 0.273 0.22 0.228 0.232 0.302 0.267
固体—超临界流体的相平衡
ˆV f 2S = f 2
f 2S =
S S p 2φ 2
p S exp ( v 2 / RT ) dp pS 2 fˆ2V = φˆ2 y 2 p
∫
p v S dp y2 = exp 2 ˆ p φ2 RT pS 2
此塔萃取相的总传质单元数为0.869，其萃取相的体积传质系数Koa等于 7.816×10-4 1/s。
4.1.4 微分逆流萃取模型
二﹑轴向扩散模型 轴向扩散模型做了如下假设： ①每相的返混可用一恒定的轴向扩散系数E来描述； ②各相的表观速度在横截面上处处相同，在轴向上是恒定的； ③仅仅是溶质在两相间传质，各相体积总传质系数为一常数； ④溶质的分配系数为一常数；
4.1.1 萃取剂的选择和萃取体系的分类 萃取剂的搜寻方法：
(1) 搜寻数据库。 (2) 主要筛选方法： a) 选择同系物为萃取剂，b）罗宾斯表，c）氢键， d） 极性作用， e) 特定萃取剂的认定。
表 4-1 溶质—溶剂基团相互作用的罗宾斯
与拉乌尔定律的偏差 基团 结合氢的给予体 酚 酸、硫醇 醇、水 多盐杆菌的活性氢 结合氢的受体 酮、二取代基胺、砜、 氢化氧磷（phosphine oxide） 叔胺 仲胺 伯胺、氨、无取代基的氨基化物 醚、氧化物、亚砜 酯、醛、碳酸酯、磷酸酯 硝酸酯、亚硝酸酯、腈、分子 内部结合体 芳烃、烯烃、环芳烃 无活性氢的多环烷烃、单环烷 烃 非氢键合 石蜡烃、二硫化碳 12 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 0 ＋ ＋ ＋ ＋ 0 0 11 ＋ ＋ ＋ 0 ＋ 0 0 — 0 ＋ 0 0 10 — 0 ＋ — ＋ ＋ 0 — — 0 — — 6 7 8 9 5 — — — — — 0 — 0 — 0 ＋ — 0 0 — ＋ — — ＋ ＋ — ＋ 0 ＋ — — — — ＋ — — 0 0 0 0 0 0 0 ＋ 0 — ＋ ＋ 0 0 0 — — — 0 — — — 1 2 3 4 0 0 0 0 0 0 — 0 — 0 0 ＋ 0 — — — — — — — — 0 0 0 0 0 — — — — — — — — — — 0 — 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
S p2 S φ2
∫
S p2 y2 = E p
p S φ2 S dp E= exp v2 ˆ RT φ2 pS 2
∫
4.2.1 超临界流体萃取的热力学基础
由于固体的饱和蒸气压非常低，所以用来校正纯固体的饱和蒸气压的 逸度系数值近乎等于1；因固体的摩尔体积通常很小，在压力变化为 几十兆帕范围内，Poynting因子积分值通常不超过2；因此，决定增 强因子E的大小的主要因素是高压流体混合物中溶质2的逸度系数。经 热力学推导可得：
y0*=0.0247×0.688=0.01699 kmol/m3 y1*=0.0247×0.683=0.01687 kmol/m3