分离工程ppt课件教学教材
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生物分离工程PPT课件
如果 1 ，则目标产物未得到任何程度
的分离纯化。
无论是以浓缩还是以分离为目的操作过程， 目标产物均应以较大的比例回收：
R FPCTP 100% FcCTC
生物分离操作多为间歇过程（分批操作）， 若原料液和产品溶液的体积分别为VC和VP 则回收率为
RVPCTP 100% VcCTC
分离效率的评价
• 浓缩程度 • 分离纯化程度 1. 回收率
上图表示一个连续稳态的分离过程，其中F表示流 速，c表示浓度；下标T和X分别表示目标产物和杂 质，C、P和W分别表示原料、产品和废料。
浓缩程度一般用浓缩率(concentration factor)表达， 是一个以浓缩为目的的分离过程的最重要指标。
•机械分离
分离操作
•传质分离。 传质分离的对象主要是均相物系，又分输送分离扩散分离。 输送分离根据溶质在外力作用下产生的移动速度的差异实 现分离，又称速度分离法，其传质推动力主要有压力差、 电位梯度和磁场梯度等，如超滤、反渗透、电渗析、电泳 和磁泳等。扩散分离根据溶质在两相中分配平衡状态的差 异实现分离，又称平衡分离法，传质推动力为偏离平衡态 的浓度差，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离 子交换等。
• 物理性质 力学性质：重力、离心力、筛分； 热力学性质：状态变化、相平衡； 传质性质：粘度、扩散、热扩散； 电磁性质：电泳、电渗析、磁化。
• 化学性质 化学热力学：化学平衡； 反应动力学：反应速率； 光化学性质：激光激发、离子化。
• 生物学性质 分子识别：生物亲和作用、生物学识别； 输送性质：生物膜输送， 反应、响应、控制：酶反应、免疫系统。
为了得到一定纯度的生物产品， 下游加工过程需要采用多种方法、实行多步 分离操作，整个下游加工过程的总回收率为
的分离纯化。
无论是以浓缩还是以分离为目的操作过程， 目标产物均应以较大的比例回收：
R FPCTP 100% FcCTC
生物分离操作多为间歇过程（分批操作）， 若原料液和产品溶液的体积分别为VC和VP 则回收率为
RVPCTP 100% VcCTC
分离效率的评价
• 浓缩程度 • 分离纯化程度 1. 回收率
上图表示一个连续稳态的分离过程，其中F表示流 速，c表示浓度；下标T和X分别表示目标产物和杂 质，C、P和W分别表示原料、产品和废料。
浓缩程度一般用浓缩率(concentration factor)表达， 是一个以浓缩为目的的分离过程的最重要指标。
•机械分离
分离操作
•传质分离。 传质分离的对象主要是均相物系，又分输送分离扩散分离。 输送分离根据溶质在外力作用下产生的移动速度的差异实 现分离，又称速度分离法，其传质推动力主要有压力差、 电位梯度和磁场梯度等，如超滤、反渗透、电渗析、电泳 和磁泳等。扩散分离根据溶质在两相中分配平衡状态的差 异实现分离，又称平衡分离法，传质推动力为偏离平衡态 的浓度差，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离 子交换等。
• 物理性质 力学性质：重力、离心力、筛分； 热力学性质：状态变化、相平衡； 传质性质：粘度、扩散、热扩散； 电磁性质：电泳、电渗析、磁化。
• 化学性质 化学热力学：化学平衡； 反应动力学：反应速率； 光化学性质：激光激发、离子化。
• 生物学性质 分子识别：生物亲和作用、生物学识别； 输送性质：生物膜输送， 反应、响应、控制：酶反应、免疫系统。
为了得到一定纯度的生物产品， 下游加工过程需要采用多种方法、实行多步 分离操作，整个下游加工过程的总回收率为
分离工程(邓修)1 绪论34页PPT
Why Separate?
WHY
一、分离过程的地位
化工生产
反应（Reactive）
分离
萃取物 （Extractive Natural raw material）
配制（Formulation）
分离 分离
炼油、石油化工：
石油炼制工业通过炼油过程把原油加工为汽油、 喷气燃料、煤油、汽油、燃料油、润滑油、石 蜡油、石油沥青、石焦油和各种石油化工原料 等；
分离工程(邓修)1 绪论
化工分离工程
Chemical Separation Engneering
主要内容
第1章 绪论 第2章 精馏 第3章 吸收 第4章 液液萃取 第5章 分离过程的节能 第6章 其他分离技术和分离方
法的选择
第1章 绪论
1.1 概述 1.2 分离因子 1.3 过程开发及方法 1.4 分离方法的选择
冷或热 固体吸附剂
热 溶剂 固体树脂
产品 液体+蒸汽 液体+蒸汽 液体+气体 液体+液体 液体+固体 固体+液体或气体 固体+蒸汽 固体+液体 液体+固体
分离原理 蒸汽压不同 蒸汽压不同 溶解度不同 溶解度不同
过饱和 吸附力不同 湿组分蒸发 溶解度不同
离子的可交换性
2）速率控制分离过程
过程名称 气体扩散
原料 气体
分离剂 压力梯度和膜
产品 气体
热扩散 气体或液体 湿度梯度
气体或液体
分离原理
多孔膜中扩散的速 率差异
热扩散速率差异
电渗析 电泳
反渗透 超过滤
液体 液体 液体 液体
电场和膜 电场
压力梯度和膜 压力梯度和膜
WHY
一、分离过程的地位
化工生产
反应（Reactive）
分离
萃取物 （Extractive Natural raw material）
配制（Formulation）
分离 分离
炼油、石油化工：
石油炼制工业通过炼油过程把原油加工为汽油、 喷气燃料、煤油、汽油、燃料油、润滑油、石 蜡油、石油沥青、石焦油和各种石油化工原料 等；
分离工程(邓修)1 绪论
化工分离工程
Chemical Separation Engneering
主要内容
第1章 绪论 第2章 精馏 第3章 吸收 第4章 液液萃取 第5章 分离过程的节能 第6章 其他分离技术和分离方
法的选择
第1章 绪论
1.1 概述 1.2 分离因子 1.3 过程开发及方法 1.4 分离方法的选择
冷或热 固体吸附剂
热 溶剂 固体树脂
产品 液体+蒸汽 液体+蒸汽 液体+气体 液体+液体 液体+固体 固体+液体或气体 固体+蒸汽 固体+液体 液体+固体
分离原理 蒸汽压不同 蒸汽压不同 溶解度不同 溶解度不同
过饱和 吸附力不同 湿组分蒸发 溶解度不同
离子的可交换性
2）速率控制分离过程
过程名称 气体扩散
原料 气体
分离剂 压力梯度和膜
产品 气体
热扩散 气体或液体 湿度梯度
气体或液体
分离原理
多孔膜中扩散的速 率差异
热扩散速率差异
电渗析 电泳
反渗透 超过滤
液体 液体 液体 液体
电场和膜 电场
压力梯度和膜 压力梯度和膜
分离工程ppt课件共52页PPT
将过程所产生的废物最大限度地回收和
循环使用。
产品
原
料
1
1
1
废
物 2
废
物 2
排除
2
1—单元过程；2—处理
实现分离与再循环系统使废物最小化的方法： ●废物直接再循环
例：废水
●进料提纯
例：氧化反应采用纯氧
●除去分离过程中加入的附加物质
例：共沸剂、萃取剂
●附加分离与再循环系统
例：分离废物中的有效物，循环使用
●加氢重整后得到：轻油 非芳烃 苯 甲苯 二甲苯 高级芳烃
目的产物为 对二甲苯
● 特点：
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
沸点℃ 熔点72
138.351 13.263
● 涉及到分离过程：精馏：4、7、8 萃取：5、6 结晶：10
目的产 物
总 结：
●降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、 回收利用率、循环利用率；
●开发和采用新技术、新工艺、改善生产操作条 件，以控制和消除污染；
●采用生产装置的闭路循环技术；
●处理生产中的副产物和废物，使之减少和消除 对环境的危害；
●研究、开发和采用低物耗、低能耗、高效率的 “三废”治理技术。
闭路循环系统：
ESA）
改变原溶 液的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离芳烃 ；以醋酸丁 酯作共沸剂 从稀溶液中 分离醋酸。
返回
1.2.2 速率分离过程
膜分离 场分离
速率分离:
利用溶液中不同组分在某 种推动力（浓度差、压力差、 温度差、电位差等）作用下， 经过某种介质（半透膜）时 的传质速率（透过率、迁移 率、扩速率）差异而实现分 离。
吸
相态 介： 理： 用：
《化工分离工程》PPT课件-第1讲绪论
1、废物直接再循环；
2、进料提纯；
3、除去分离过程中加入的附加物质； 4、附加分离与再循环系统；
清洁工艺除应避免在工艺过程中生成污染物，即从源头减少三废之外，生成废 物的分离、再循环利用和废物的后处理也是极其重要的，而这后一部分任务在多是 由化工分离操作承担和完成的。
第二十四页，共53页。
(1)化工分離技術的多樣性
第六页，共53页。
分离过程（Separation Processes)
两种或多种物质的混合过程是一个自发过程，而将混合物分离须采用分离手段并消耗一定 的能量或分离剂，分离技术系指利用物理，化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分 离成两个或多个组成彼此不同的产物的一种单元过程．
混合物 （气、液、固）
分离过程
产品1 产品2 产品n
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（Fractionalization）、浓缩 （Concentration）、富集（Enrichment）、纯化（Purification）、精制（Refining）与隔离 （Isolation）等的过程称为分离过程。
苯 对二甲苯 邻二甲苯
苯乙烯 丁苯橡胶
HD聚乙烯 乙二醇
聚氯乙烯
聚苯乙烯 聚丙烯
甘油
C5馏分
苯酚 丙酮 正丁醇
辛醇
乙烯装置工艺流程图
第十四页，共53页。
分离过程的地位和作用
1、化工反应过程中未反应的原料
2、化工生产过程中未能完全回收的产品 3、化工生产中有用和无用的副产物
4、化工原料中的杂质 5、化工工艺中的物料损耗等等
第十六页，共53页。
分离过程在工业生产中的地位和作用
2、进料提纯；
3、除去分离过程中加入的附加物质； 4、附加分离与再循环系统；
清洁工艺除应避免在工艺过程中生成污染物，即从源头减少三废之外，生成废 物的分离、再循环利用和废物的后处理也是极其重要的，而这后一部分任务在多是 由化工分离操作承担和完成的。
第二十四页，共53页。
(1)化工分離技術的多樣性
第六页，共53页。
分离过程（Separation Processes)
两种或多种物质的混合过程是一个自发过程，而将混合物分离须采用分离手段并消耗一定 的能量或分离剂，分离技术系指利用物理，化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分 离成两个或多个组成彼此不同的产物的一种单元过程．
混合物 （气、液、固）
分离过程
产品1 产品2 产品n
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（Fractionalization）、浓缩 （Concentration）、富集（Enrichment）、纯化（Purification）、精制（Refining）与隔离 （Isolation）等的过程称为分离过程。
苯 对二甲苯 邻二甲苯
苯乙烯 丁苯橡胶
HD聚乙烯 乙二醇
聚氯乙烯
聚苯乙烯 聚丙烯
甘油
C5馏分
苯酚 丙酮 正丁醇
辛醇
乙烯装置工艺流程图
第十四页，共53页。
分离过程的地位和作用
1、化工反应过程中未反应的原料
2、化工生产过程中未能完全回收的产品 3、化工生产中有用和无用的副产物
4、化工原料中的杂质 5、化工工艺中的物料损耗等等
第十六页，共53页。
分离过程在工业生产中的地位和作用
化工分离工程PPT课件
7.1.1 分离用膜和膜分离设备
一、膜种类
二
天然膜 生物膜
、
天然物质改性膜 人工膜 无机膜 金属膜
设 备
非金属膜 有机膜 均质膜
微孔膜
管卷板 式式框
式
非对称性膜
复合膜
离子交换膜
➢ 膜性能：
1.分离透过性
a. 透过通量
单位时间通过单位膜面积的物理量。
b. 分离效率 用截留率表示： （R）
截留率：表示膜对溶质的截留能力，可用
操作中：
阳膜中带负电荷的基团“R SO3 ” 吸引溶液中带正电荷的离子，排斥带负电荷 的离子；
阴膜中带正电荷的基团“R N (CH3 )3 ” 吸引带负电荷的离子，排斥带正电荷的 离子
这种现象称：反粒子迁移
即：与膜所带电荷相反的离子穿过膜的现象 称反粒子迁移。
+++++++++++
1
Na
新型分离技术
第一节 膜分离技术 第二节 吸附分离 第三节 反应精馏
第一节 膜分离技术
➢ 膜的作用：
选择渗透
➢ 适用：
1.热敏性物质 ——可常温操作
2.特殊溶液 ——可用于大分子、无机盐、蛋
白质溶液等
第一节 膜分离技术
7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.1.5
分离用膜和膜分离设备 反渗透 超滤与微滤 电渗析 其它膜分离
J — 时间时的渗透通量 kg / m 2 h m — 率减系数（小数）
2. 物化稳定性
强度、耐温、耐压性等
二、分离设备 （1）板框式膜具
↑↑
（2）卷式膜具 由四层组成
分离工程[1]
![分离工程[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/96dea5a4c5da50e2534d7f46.png)
过程的计算； 3）分离系统变量分析、设计变量的确定方法； 4）多组分多级分离过程分析及简捷计算法； 5）多组分多级分离过程的严格计算（泡点法）； 6）影响汽液传质设备处理能力和级效率的因素，强化分离操
作的途径； 7）提高精馏热力学效率的途径； 8）分离顺序和分离过程选择。
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分离工程[1]
Байду номын сангаас
课程内容的难点
1）非理想体系相平衡常数计算； 2）精馏过程泡点计算法 3）分离系统的变量分析及其应用； 4）多组分多级分离过程的严格计算法； 5）汽液传质设备级效率影响因素分析。
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分离工程[1]
课程内容的深度
1）多组分精馏过程分析； 2）包括化学反应的吸收过程； 3）多组分多级平衡级理论模型； 4）汽液传质设备级效率影响因素分析。 5）精馏过程热力学不可逆性分析及提高热
分离工程
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2020/11/10
分离工程[1]
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分离工程[1]
课程的性质、地位和任务
本课程是化学工程与工艺及相近化工类专业教 学中一门专业课程，是建立在物理化学、化工 原理、化工热力学、传递课程原理等技术基础 课程知识之上的一门必修课程。 化工分离过程是实现化工生产过程的必不可少 的重要步骤。它在化工生产中的地位和作用， 决定了本课程在化学工程及相近化工类专业人 才培养中的地位和作用。因此，化工分离过程 的知识和理论在化学工程及相近化工类专业人 才的知识构成中占有相当重要的分量。
[6]史季芬编，多级分离过程—蒸馏、吸收、 萃取、吸附，化学工业出版社，1991年
[7]宋华等， 化工分离工程，哈尔滨工业大学 出版社，2003
[8] Seader J D，Seperation Process Principles，北京：化学工业出版社，2002
作的途径； 7）提高精馏热力学效率的途径； 8）分离顺序和分离过程选择。
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分离工程[1]
Байду номын сангаас
课程内容的难点
1）非理想体系相平衡常数计算； 2）精馏过程泡点计算法 3）分离系统的变量分析及其应用； 4）多组分多级分离过程的严格计算法； 5）汽液传质设备级效率影响因素分析。
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分离工程[1]
课程内容的深度
1）多组分精馏过程分析； 2）包括化学反应的吸收过程； 3）多组分多级平衡级理论模型； 4）汽液传质设备级效率影响因素分析。 5）精馏过程热力学不可逆性分析及提高热
分离工程
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2020/11/10
分离工程[1]
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分离工程[1]
课程的性质、地位和任务
本课程是化学工程与工艺及相近化工类专业教 学中一门专业课程，是建立在物理化学、化工 原理、化工热力学、传递课程原理等技术基础 课程知识之上的一门必修课程。 化工分离过程是实现化工生产过程的必不可少 的重要步骤。它在化工生产中的地位和作用， 决定了本课程在化学工程及相近化工类专业人 才培养中的地位和作用。因此，化工分离过程 的知识和理论在化学工程及相近化工类专业人 才的知识构成中占有相当重要的分量。
[6]史季芬编，多级分离过程—蒸馏、吸收、 萃取、吸附，化学工业出版社，1991年
[7]宋华等， 化工分离工程，哈尔滨工业大学 出版社，2003
[8] Seader J D，Seperation Process Principles，北京：化学工业出版社，2002
生物分离工程课程课件
生物分离工程课程课件
• 生物分离工程概述 • 生物分离工程的基本原理 • 生物分离工程的技术与实践 • 生物分离工程的优化与改进 • 生物分离工程案例分析
01
生物分离工程概述
生物分离工程的定义与重要性
定义
生物分离工程是应用物理、化学和生物学的原理和方法，从 混合物中提取、纯化和分离有用物质的技术和工程学科。
酶的分离纯化案例
总结词
酶的分离纯化是生物分离工程中的重要应用，涉及多种分离技术和方法。
详细描述
酶的分离纯化案例包括从微生物发酵液、动物组织、植物种子等原料中提取、 分离和纯化酶。常用的分离方法包括离心、过滤、萃取、电泳等，根据酶的性 质和目标产物的纯度要求选择合适的方法。
微生物发酵产物的分离纯化案例
精分级
进一步纯化目标物质，提高纯度。常用设备 ：色谱柱、膜过滤器。
粗分级
初步分离目标物质，提高浓度。常用设备： 沉淀池、萃取塔。
产品纯度检测与质量保证
确保产品质量符合要求。常用方法：HPLC 、SDS-PAGE等。
03
生物分离工程的技术与实践
细胞破碎技术
细胞破碎技术
原理、应用与设备
机械法
高压匀浆、超声波、研磨法等
操作条件的优化
通过实验设计方法，如响应面法、遗传算法等，找到最佳 的操作参数，如温度、压力、pH等。
分离技术的联合应用
结合多种分离技术，如萃取、吸附、色谱等，实现高效分 离。
提高生物分离工程效率的方法
高效填料和设备的选择
选择具有高传质效率和良好机械性能的填料和设备，提高分离效 率。
强化传质过程
通过增加传质面积、提高传质系数、减小传质距离等方式，提高传 质速率。
过程集成与控制
• 生物分离工程概述 • 生物分离工程的基本原理 • 生物分离工程的技术与实践 • 生物分离工程的优化与改进 • 生物分离工程案例分析
01
生物分离工程概述
生物分离工程的定义与重要性
定义
生物分离工程是应用物理、化学和生物学的原理和方法，从 混合物中提取、纯化和分离有用物质的技术和工程学科。
酶的分离纯化案例
总结词
酶的分离纯化是生物分离工程中的重要应用，涉及多种分离技术和方法。
详细描述
酶的分离纯化案例包括从微生物发酵液、动物组织、植物种子等原料中提取、 分离和纯化酶。常用的分离方法包括离心、过滤、萃取、电泳等，根据酶的性 质和目标产物的纯度要求选择合适的方法。
微生物发酵产物的分离纯化案例
精分级
进一步纯化目标物质，提高纯度。常用设备 ：色谱柱、膜过滤器。
粗分级
初步分离目标物质，提高浓度。常用设备： 沉淀池、萃取塔。
产品纯度检测与质量保证
确保产品质量符合要求。常用方法：HPLC 、SDS-PAGE等。
03
生物分离工程的技术与实践
细胞破碎技术
细胞破碎技术
原理、应用与设备
机械法
高压匀浆、超声波、研磨法等
操作条件的优化
通过实验设计方法，如响应面法、遗传算法等，找到最佳 的操作参数，如温度、压力、pH等。
分离技术的联合应用
结合多种分离技术，如萃取、吸附、色谱等，实现高效分 离。
提高生物分离工程效率的方法
高效填料和设备的选择
选择具有高传质效率和良好机械性能的填料和设备，提高分离效 率。
强化传质过程
通过增加传质面积、提高传质系数、减小传质距离等方式，提高传 质速率。
过程集成与控制
《分离工程第二章》课件
污水处理
通过分离工程中的技术手段，将污水中的悬浮物、油、重金属等污 染物进行分离和去除。
大气治理
通过分离工程中的技术手段，将大气中的颗粒物、有害气体等进行 分离和去除。
固废处理
在固废处理中，分离工程用于将固体废物中的不同组分进行分离和回 收。
食品工业领域
食品加工
在食品加工中，分离工程用于分离食品中的不同组分，如牛奶中 的奶油和脱脂品添加剂， 如味精、食用香精等。
食品安全检测
通过分离工程中的技术手段，对食品中的有害物质进行检测和分离 。
其他领域
制药工业
在制药工业中，分离工程用于分离和 纯化各种药物成分。
新能源领域
在新能源领域中，分离工程用于太阳 能电池板制造中的硅片切割和海水淡 化技术中的盐分去除。
脱水
将石油中的水分进行分离，以减少对设备和管道的腐蚀。
化工领域
化学反应
01
通过分离工程中的技术手段，实现化学反应的高效分离和产物
纯化。
精细化工
02
在精细化工中，分离工程用于分离高纯度的化学品，如染料、
农药、医药等。
合成气分离
03
将合成气中的不同组分进行分离，如一氧化碳、氢气、甲烷等
。
环境工程领域
环境工程
与环境工程学科的交叉融合，实现环保与分离工程的有机 结合。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
分离工程的特点
分离工程具有多样性、复杂性、 高效率和高精度等特点，能够实 现混合物中各组分的有效分离、 纯化和精制。
分离工程的重要性
分离工程在工业生产中的应用
分离工程广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域，是实现物质分离纯化的 关键技术之一。
通过分离工程中的技术手段，将污水中的悬浮物、油、重金属等污 染物进行分离和去除。
大气治理
通过分离工程中的技术手段，将大气中的颗粒物、有害气体等进行 分离和去除。
固废处理
在固废处理中，分离工程用于将固体废物中的不同组分进行分离和回 收。
食品工业领域
食品加工
在食品加工中，分离工程用于分离食品中的不同组分，如牛奶中 的奶油和脱脂品添加剂， 如味精、食用香精等。
食品安全检测
通过分离工程中的技术手段，对食品中的有害物质进行检测和分离 。
其他领域
制药工业
在制药工业中，分离工程用于分离和 纯化各种药物成分。
新能源领域
在新能源领域中，分离工程用于太阳 能电池板制造中的硅片切割和海水淡 化技术中的盐分去除。
脱水
将石油中的水分进行分离，以减少对设备和管道的腐蚀。
化工领域
化学反应
01
通过分离工程中的技术手段，实现化学反应的高效分离和产物
纯化。
精细化工
02
在精细化工中，分离工程用于分离高纯度的化学品，如染料、
农药、医药等。
合成气分离
03
将合成气中的不同组分进行分离，如一氧化碳、氢气、甲烷等
。
环境工程领域
环境工程
与环境工程学科的交叉融合，实现环保与分离工程的有机 结合。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
分离工程的特点
分离工程具有多样性、复杂性、 高效率和高精度等特点，能够实 现混合物中各组分的有效分离、 纯化和精制。
分离工程的重要性
分离工程在工业生产中的应用
分离工程广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域，是实现物质分离纯化的 关键技术之一。
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● 原料：石脑油 沸程120～230K
●加氢重整后得到：轻油 非芳烃 苯 甲苯 二甲苯 高级芳烃
目的产物为 对二甲苯
● 特点：
邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
沸点℃ 熔点℃
144.411 ﹣25.173
139.104 ﹣47.872
138.351 13.263
● 涉及到分离过程：精馏：4、7、8 萃取：5、6 结晶：10
●降低原材料和能源的消耗，提高有效利用率、 回收利用率、循环利用率；
●开发和采用新技术、新工艺、改善生产操作条 件，以控制和消除污染；
●采用生产装置的闭路循环技术；
●处理生产中的副产物和废物，使之减少和消除 对环境的危害；
●研究、开发和采用低物耗、低能耗、高效率的 “三废”治理技术。
闭路循环系统：
乙
烯
循环乙烯
放 空
水
水
放 空水
氢
12
C 2H 4H 20 C 2H 5OH
345 6 7
乙
醛
水
93% 产品
8 9 10
废水
废水
1-固定床催化反应器；2-分凝器；3、5、9-吸收塔；4-闪蒸塔；6-粗馏塔； 7-催化加氢反应器；8-脱轻组分塔；10-产品塔
涉及分离过程：吸收：3、5、9； 精馏：6、8、10；闪蒸：4
化工分离过程
本课程的任务和内容
■地位：专业基础课 ■前期课程：
物理化学、化工原理、化工热力学 ■重点： 1.基本概念的理解
2.讨论各种分离方法的特征 3.对设计、分析能力的训练 4.提高解决问题能力
学生应掌握：
◆分离过程的基本理论 ◆简捷和严格计算方法 ◆强化、改进操作途径 ◆对新分离技术有一定了解
微孔过滤（MF）：
目的：溶液脱离子，气体脱离子
进料
颗粒、纤维
（液体和气体）
溶剂、水、 气体
1.2 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
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1.2.1 平衡分离过程
混合物 分离设备
产品
分离媒介
分离媒介：能量、物质、压力 平衡分离过程——借助分离媒介，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配。
例2：二甲苯生产
放
混合二甲苯 循环混合二甲苯
3
H2
空
轻烃类 非芳烃
苯和甲苯 芳烃
H2
乙二醇
12
45
9
3 H2
67 8
10 11 13
石脑油 进料
12
重芳烃 对二甲苯
间二甲苯 和邻二甲 苯
1-重整反应器；2、13-汽液分离器；3-压缩机；4-脱丁烷塔；5-萃取塔 6-再生塔；7-甲苯塔；8-二甲苯回收塔；9-冷却器；10-结晶器； 11-异构化反应器；12-熔融塔
将过程所产生的废物最大限度地回收和
循环使用。
产品
原
料
1
1
1
废
物 2
废
物 2
排除
2
1—单元过程；2—处理
实现分离与再循环系统使废物最小化的方法： ●废物直接再循环
例：废水
●进料提纯
例：氧化反应采用纯氧
●除去分离过程中加入的附加物质
例：共沸剂、萃取剂
●附加分离与再循环系统
例：分离废物中的有效物，循环使用
目的产 物
总 结：
● 原料的净化与粗分
● 反应产物的提纯
● 药物的精制和提纯
● 精选金属的提取
● 食品除水、除毒、病毒分离、同 位数分离
● 三废处理
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1.1.2 分离过程在清洁工艺中的 地位与作用
清洁工艺：生产工艺和防治污染有机的结 合，将污染物减少或消灭在工艺过程中。
——面向21世纪社会和经济可持续发展的 重大课题。
吸
相态 介： 理： 用：
收 蒸
L或V
MSA ：
气体或 液体
液体吸收 剂（MSA ）；加入
挥发度（ 蒸汽压） 有较大差
由催化裂化 装置主蒸塔 顶产物中回
出
热量（
别
收乙烷及较
L
ESA）
轻的烃。
萃
取
MSA
或 共
L或V
沸
精
馏
原料
相态 L：
汽、液 或汽液 L 混合物
液体溶剂（ MSA）或塔 釜加热（
ESA）
液体共沸剂 （MSA）或 塔釜加热（
上述原因促使：
传统分离过程不断改进和发展 例：反应精馏；吸附；… 新分离方法不断出现和实现工业化应用 例：膜分离；热扩散；色层分离
一类：机械分离
特点：被分离物为非均相 简单的将混合物分开 如：过滤、沉降…
化工原 理内容
二类：传质分离 包含： 平衡分离过程；速率控制分离 特点：被分离物为均相
1.1 分离过程在工业生产中的地位 和作用
1.1.1分离过程在化工生产中的重要 性
1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地 位与作用
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什么叫分离过程？
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。
一般化工生产过程：
煤
石油
化
天然气
工 原
反应
分离
产 品
生物质
料
例1：乙烯水合生产乙醇
平衡分离过程的分离单元操作
原料 分离媒 分离原 工业应
闪
相态： 介： 理： 用：
蒸
减压 挥发度（ 海水淡化生
液体
蒸汽压） 产纯水；吸 有较大差 收液的解吸
别
。
原料 分离媒介：
石油裂解气
精
相态： 热量，有时 汽、液 用机械功
的深冷分离 ；苯、甲苯
馏
或汽液 混合物
同上
、二甲苯的 分离。
V
原料 分离媒 分离原 工业应
教材： 陈洪钫,刘家祺.化工分离过程.北京:化学工业出版社, 1995
主要参考书: 刘家祺.传质分离过程.北京:化学工业出版社, 2005 刘家祺.分离过程.北京:化学工业出版社, 2002
贾绍义，柴诚敬.化工传质与分离过程.北京:化学工业 出版社, 2000
第一章 绪 论
1.1分离过程在工业生产中的地位和 作用 1.2 传质分离过程的分类和特征 1.3.分离过程的集成化 1.4.化工分离过程的发展前景
化学工业污染来源：
未回收的原料 未回收的产品 有用和无用的副产 原料中的杂质 工艺的物料省耗
废物最小化？
清洁工艺终合考虑：
● 合理的原料选择；
● 反应路径的清洁化；
● 物料分离技术的选择； ● 确定合理的流程和工艺参数。
核心： 化学反应
——废物最小化首先考虑催化剂、 反应工艺和设备。
与化工分离过程密切相关的有：
ESA）
改变原溶 液的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离芳烃 ；以醋酸丁 酯作共沸剂 从稀溶液中 分离醋酸。
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1.2.2 速率分离过程
膜分离 场分离
速率分离:
利用溶液中不同组分在某 种推动力（浓度差、压力差、 温度差、电位差等）作用下， 经过某种介质（半透膜）时 的传质速率（透过率、迁移 率、扩速率）差异而实现分 离。