分离工程(黄国文)第一章 绪 论4.ppt
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1、分 离 工 程 Separation Engineering,教师:黄国文 Tel :13647633015 Emil:,本课程的性质和内容,地位:专业基础课 前期课程: 物理化学、化工原理、化工热力学 目的:1.基本概念的理解 2.熟悉各种分离方法的特征 3.对设计、分析能力的训练 4.提高解决实际问题能力,课程任务 利用相平衡、热力学、动力学的微观机理,传热、传质和动量传递理论来研究化工及其它相关过程中复杂物质的分离和纯化技术,分析和解决在化工生产、设计和科研中常用的分离过程的理论和实际问题。 学习要求 1)正确理解化工分离工程的有关基本概念和理论; 2)理解各概念之间的联系和应用; 3)
2、掌握化工分离工程的基本计算方法; 4)对新型分离技术有一定了解; 5)能够理论联系实际,灵活分析和解决实际化工生产和设计中的有关问题;,教材:叶庆国.分离工程.北京:化学工业出版社,2009.1 主要参考书:刘家祺.传质分离过程.北京:高等教育出版社, 2005.12 面向21世纪课程教材:刘家祺.分离过程. 北京:化学工业出版社, 2002,总 课 时: 40(理论40) 考核方式:闭卷考试 总评成绩:(1)平时作业20%考勤10% (2)闭卷考试(70%),分 离 工 程,第1章 绪论(4学时) 第2章 多组分分离基础(8学时) 第3章 精馏(8学时) 第4章 气体吸收与解吸(8学时) 第
3、5章 多组分多级分离的严格计算 第6章 分离过程及设备的效率与节能(6学时) 第7章 其他分离方法(6学时),讲授内容,第1章 绪论 第2章 多组分分离基础 多组分平衡计算,已知一相中的浓度,求另一相的浓度。 泡点温度、露点温度、闪蒸计算。 第3章精馏 过程分析:精馏中温度分布、组成分布、流量分布。 简捷计算(short-cut):确定关键组分、最少理论板、最小回流比、实际板数、实际回流比。 萃取精馏和共沸精馏特殊精馏。 第4章 气体吸收与解吸 过程分析; 吸收的简捷计算。,讲授内容,第6章 分离过程及设备的效率与节能 分离设备效率;分离过程最小功和热力学效率;精馏过程不可逆性分析,精馏的节能
4、技术;分离流程优化和集成。 第7章 其他分离方法 吸附;液液萃取;结晶;膜分离;反应精馏; 离子交换。,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 分离过程的研究与技术开发,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,化学工业的发展,高分子化工:合成材料,新兴化学工业,1.1.1分离过程在化工生产中的重要性,现代科学技术的发展,尤其是以新能源、新材料、电子和信息技术、现代生物技术、环境保护技术、可再生资源利用技术等为代表的高新科技的兴起和发展向分离技术提出了
5、新的艰巨挑战。这使得分离工程成为近半世纪来发展最为迅速的化学工程技术领域之一。各种膜技术、超临界流体技术、现代吸附和工业色谱技术、反应分离耦合技术等应运而生并相继获得应用。分离工程已成为化学工程的前沿研究方向之一。,化工分离的发展,分离工程及技术伴随化学工业的发展而发展,1901年 英国 戴维斯 化学工程手册分离操作概念,1923年 美国 刘易斯、麦克亚当斯 化工原理分离工程理论,20世纪中期 分离工程理论 充实和完善,20世纪后期至今 分离技术不断的深化与拓宽,涌现新型、高效、环保绿色分离手段,什么是分离过程?,纯组分变成混合物,是熵增自发过程,反之,混合物变成纯净物则需作功。 借助一定的分
6、离剂或物理、化学、电化学推动力,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。,煤 石油 天然气 生物质,反应,化工 原料,分离,产品,一般化工生产过程:,分离操作,分离操作,分离操作,分离操作,反应过程,杂质,废水,废气,产品,清洁空气,副产品(循环),原料,洁净水,污染物(循环),循环(未反应原料),污染物(循环),原料预处理,产物提纯,清洁化,清洁化,一般化工生产过程中的分离操作,分离操作贯穿整个化工
7、过程,占有十分重要的地位,原料预处理: 有机反应(速率与浓度有关) 催化反应(毒物),石脑油裂解制乙烯,裂解产物是一个复杂的混合物(200多个), 产物提纯:,聚合级乙烯:99.96%,清洁化:环保、提高原料利用率,例1:炼油加工过程,原油,石 油 炼 制,清洁燃料气体,液化石油气,硫磺,煤油,润滑油,蜡,渣油,焦油,沥青,柴油,汽油,例2:乙烯水合生产乙醇,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,乙烯,93% 产品,废水,乙醛,1,2,3,
8、4,5,6,7,8,9,10,水,循环乙烯,水,放空,放空,水,氢,水,废水,例3:二甲苯生产,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, 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, 原料:石脑油 沸程120230K, 特点:, 涉及到分离过程:,精馏:4、7、8 萃取:5、6 结晶:10,生产过程中分离操作应用总结: 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 三废处理,
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- 分离工程黄国文第一章 论4 分离 工程 国文 第一章
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