化工分离过程最好的讲义优秀PPT.ppt

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1、化工分离过程最好的讲义第1页，本讲稿共50页第一章第一章 绪论绪论Chapter 1 IntroductionChapter 1 Introduction1.1 1.1 化学工业与化工过程化学工业与化工过程1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用1.3 1.3 分离过程的分类及特征分离过程的分类及特征1.4 1.4 本课程的特点、教学目的及要求本课程的特点、教学目的及要求第2页，本讲稿共50页对原料如石油、煤、生物质等原料进对原料如石油、煤、生物质等原料进行化学或物理加工加工，改变物质的结构或组行化学或物理加工加工，改变物质的结构或组成，或合成新物质成，或合成新

2、物质,获得各种有用产品的制造工获得各种有用产品的制造工业称为化学工业业称为化学工业1.1 1.1 化学工业与化工过程化学工业与化工过程1.1 1.1 Chemical Industry Chemical Processes第3页，本讲稿共50页 Chemical process is a chemical Chemical process is a chemical engineering units in which raw materials engineering units in which raw materials are changed or separated into use

3、full are changed or separated into usefull productsproducts1.1 1.1 化学工业与化工过程化学工业与化工过程1.1 1.1 Chemical Industry Chemical Processes第4页，本讲稿共50页 化工过程化工过程化学反应过程化学反应过程物理处理过程物理处理过程 化工生产核心化工生产核心 原料的预处理原料的预处理 产品的加工产品的加工（单元操作）（单元操作）1.1 1.1 化学工业与化工过程化学工业与化工过程1.1 1.1 Chemical Industry Chemical Processes第5页，本讲稿共

4、50页 The separation process is a chemical engineering units to Separate chemical mixtures into their constituents1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第6页，本讲稿共50页 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分离剂，分离技术系

5、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成彼此不同的产物的一种单元过程 借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级（借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级（借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级（借助一定的分离剂，实现混合物中的组分分级（FractionalizationFractionalizationFractionalizationFractionalization）、浓缩）、浓缩）、浓缩）、浓缩（ConcentrationConcentrationConcentrationConcentration）、富集（）、富集（）、

6、富集（）、富集（EnrichmentEnrichmentEnrichmentEnrichment）、纯化（）、纯化（）、纯化（）、纯化（PurificationPurificationPurificationPurification）、精制（）、精制（）、精制（）、精制（RefiningRefiningRefiningRefining）与隔离）与隔离）与隔离）与隔离（IsolationIsolationIsolationIsolation）等的过程称为分离过程。）等的过程称为分离过程。）等的过程称为分离过程。）等的过程称为分离过程。混合物混合物（气、液、固）（气、液、固）分分 离离 过过 程程

7、产品产品1 1产品产品2 2产品产品n n能量分离剂能量分离剂 ESA ESA物质分离剂物质分离剂 MSA MSA1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第7页，本讲稿共50页为化学反应过程提供符合要求的原料，清除对反应和催化剂有害的杂质，减少副反应的发生，为化学反应过程提供符合要求的原料，清除对反应和催化剂有害的杂质，减少副反应的发生，提高产品的收率。提高产品的收率。对化学反应中的反应产物进行分离提纯，得到合格的各种化工产品，同时使未反应的反应物循对化学反应中的反应产物进行分离提纯，得到合格的各种化工产品，同时使未反应的反应物循环利用环利用分离过程在环境保护和

8、充分利用资源、实现可持续发展方面也具有重要的作用分离过程在环境保护和充分利用资源、实现可持续发展方面也具有重要的作用。1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第8页，本讲稿共50页1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用石石油油炼炼制制过过程程第9页，本讲稿共50页醇胺法脱硫工艺流程示意图醇胺法脱硫工艺流程示意图 1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第10页，本讲稿共50页气体分馏的工艺流程气体分馏的工艺流程 1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第11页，本讲

9、稿共50页分离过程是将混合物分成组成相互不相同的两种或几种产品的操作。分离过程是将混合物分成组成相互不相同的两种或几种产品的操作。一个典型的化工生产装置通常是由一个反应器（有时多于一个）和具有一个典型的化工生产装置通常是由一个反应器（有时多于一个）和具有提纯原料、中间产物和产品的多个分离设备以及机、泵、换热器等构成。提纯原料、中间产物和产品的多个分离设备以及机、泵、换热器等构成。分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，清除对反应或催分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料，清除对反应或催化剂有害的杂质，减少副反应和提高收率；另一方面对反应产物进行分化剂有害的杂质，减少副反应和提高

10、收率；另一方面对反应产物进行分离提纯以得到合格的产品，并使未反应的反应物得以循环利用。此外，离提纯以得到合格的产品，并使未反应的反应物得以循环利用。此外，分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。分离操分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。分离操作在化工生产中占有十分重要的地位，在提高生产过程的经济效益和产作在化工生产中占有十分重要的地位，在提高生产过程的经济效益和产品质量中起举足轻重的作用。对大型的石油工业和以化学反应为中心的品质量中起举足轻重的作用。对大型的石油工业和以化学反应为中心的石油化工产生过程，分离装置的费用占总投资的石油化工产生过程，分离装置的费用

11、占总投资的50-90%50-90%。1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第12页，本讲稿共50页随着工业的现代化随着工业的现代化,科学研究和生产技术向着高质量、高纯度、精密加工、科学研究和生产技术向着高质量、高纯度、精密加工、微型化和高技术密集型发展微型化和高技术密集型发展,而这些都必须有分离过程的密切配合。以半导体而这些都必须有分离过程的密切配合。以半导体与电子技术为例与电子技术为例,高质量、高纯度的材料超纯水、半导体锗和硅高质量、高纯度的材料超纯水、半导体锗和硅,以及载气氮、以及载气氮、氦等氦等,其纯度都要在其纯度都要在99.99%99.99%以上以上,

12、有的甚至达到有的甚至达到99.9999%99.9999%。这类产品的微型化。这类产品的微型化,使集成电路的线距仅使集成电路的线距仅1m1m。彩色显像管装配封口后。彩色显像管装配封口后,管内不得含有微粒管内不得含有微粒,否则否则在屏幕上会因折射而出现闪烁亮点而导致报废在屏幕上会因折射而出现闪烁亮点而导致报废,于是于是,无论载气和装配车间的无论载气和装配车间的空气都必须经洁净处理到每升气体中所含大于空气都必须经洁净处理到每升气体中所含大于0.5m0.5m的尘粒少于的尘粒少于3.53.5个。仅洁净个。仅洁净空气和纯水为例空气和纯水为例,就已包括了沉降、湿法洗净、过滤、电除尘、絮凝、泡沫分就已包括了沉

13、降、湿法洗净、过滤、电除尘、絮凝、泡沫分离、电渗析、超滤、反渗透以及离子交换等如此多的分离单元操作。离、电渗析、超滤、反渗透以及离子交换等如此多的分离单元操作。1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第13页，本讲稿共50页 在医药、材料、冶金、食品、生化、原子能和环保等领域也都广泛地应用在医药、材料、冶金、食品、生化、原子能和环保等领域也都广泛地应用到分离过程。例如，药物的精制和提纯；从矿产中提取和精选金属；食品的到分离过程。例如，药物的精制和提纯；从矿产中提取和精选金属；食品的脱水、除去有毒或有害成分；抗菌素的净制和病毒的分离；同位素的分离和脱水、除去有毒或

14、有害成分；抗菌素的净制和病毒的分离；同位素的分离和重水的制备等都离不开分离过程。重水的制备等都离不开分离过程。随着现代工业趋向大型化生产，所产生的大量废气、废水、废渣更需集随着现代工业趋向大型化生产，所产生的大量废气、废水、废渣更需集中排放。对各种形式的流出废物进行末端治理，使其达到有关的排放标准，中排放。对各种形式的流出废物进行末端治理，使其达到有关的排放标准，不但涉及物料的综合利用，而且还关系到环境污染和生态平衡。如原子能废不但涉及物料的综合利用，而且还关系到环境污染和生态平衡。如原子能废水中微量同位素物质，很多工业废气中的硫化氢、二氧化硫、氧化氮等都需水中微量同位素物质，很多工业废气中的

15、硫化氢、二氧化硫、氧化氮等都需妥善处理。近年来，由于能源紧张，石油提价，对分离过程的能耗要求越来妥善处理。近年来，由于能源紧张，石油提价，对分离过程的能耗要求越来越苛刻，随之对设备性能要求也越来越高。分离技术的应用越来越得到人们越苛刻，随之对设备性能要求也越来越高。分离技术的应用越来越得到人们的高度重视。的高度重视。1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第14页，本讲稿共50页需要说明的是，分离技术不仅仅应用于化学工业。生产实践证明，将地球上各种各样的混合物进需要说明的是，分离技术不仅仅应用于化学工业。生产实践证明，将地球上各种各样的混合物进行分离和提纯是促进

16、科技发展、提高和改善生活水平的一种重要途径。由于发明了冶炼术，把金属从行分离和提纯是促进科技发展、提高和改善生活水平的一种重要途径。由于发明了冶炼术，把金属从矿石中分离出来，使人类从石器时代进入了铜器时代，开始向文明社会进步；放射性铀的同位素分离矿石中分离出来，使人类从石器时代进入了铜器时代，开始向文明社会进步；放射性铀的同位素分离成功，迎来了原子能时代；将水和空气中微量杂质除去的分离技术，大幅提高了超大规模集成电器元成功，迎来了原子能时代；将水和空气中微量杂质除去的分离技术，大幅提高了超大规模集成电器元件的成品合格率，使它得以商品化生产，同时集成度也大幅提高；深冷分离技术可从混合气体中分离件

17、的成品合格率，使它得以商品化生产，同时集成度也大幅提高；深冷分离技术可从混合气体中分离出纯氧、纯氮和纯氢，获得了接近绝对零度的低温，为科学研究和生产技术提供了极为广阔的发展基出纯氧、纯氮和纯氢，获得了接近绝对零度的低温，为科学研究和生产技术提供了极为广阔的发展基础，为火箭提供了具有极大推动力的高能燃料；从水中去除盐和有素物质的蒸馏、吸附、萃取、膜分础，为火箭提供了具有极大推动力的高能燃料；从水中去除盐和有素物质的蒸馏、吸附、萃取、膜分离等分离技术，使人们能从取之不尽的大海中提取淡水，从工、农业污水中回收干净水和其它有用的离等分离技术，使人们能从取之不尽的大海中提取淡水，从工、农业污水中回收干净

18、水和其它有用的东西。当代工业的三大支柱是材料、能源和信息，这三大产业的发展都离不开新的分离技术。人类生东西。当代工业的三大支柱是材料、能源和信息，这三大产业的发展都离不开新的分离技术。人类生活水平的进一步提高也有赖于新的分离技术。在活水平的进一步提高也有赖于新的分离技术。在2121世纪，分离技术必将日新月异，再创辉煌。世纪，分离技术必将日新月异，再创辉煌。1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第15页，本讲稿共50页清洁工艺也称少废无废技术，它是面向清洁工艺也称少废无废技术，它是面向2121世纪社会和经济可持续发展的重世纪社会和经济可持续发展的重大课题，也是当

19、今世界科学进步的主要内容之一。清洁工艺就是将生产工艺和防大课题，也是当今世界科学进步的主要内容之一。清洁工艺就是将生产工艺和防治污染有机地结合起来，将污染物减少或消灭在工艺过程中，从根本上解决工业治污染有机地结合起来，将污染物减少或消灭在工艺过程中，从根本上解决工业污染问题。开发和采用清洁工艺，既符合污染问题。开发和采用清洁工艺，既符合“预防优于治理预防优于治理”的方针，同时又降低的方针，同时又降低了原材料和能源的消耗，提高企业的经济效益，是保护生态环境和经济建设协调了原材料和能源的消耗，提高企业的经济效益，是保护生态环境和经济建设协调发展的最佳途径。因此清洁工艺是一种节能、低耗、高效、安全、

20、无污染的工艺发展的最佳途径。因此清洁工艺是一种节能、低耗、高效、安全、无污染的工艺技术。就化学工业而言，清洁工艺的本质是合理利用资源，减少甚至消除废料的技术。就化学工业而言，清洁工艺的本质是合理利用资源，减少甚至消除废料的产生。化学工业是工业污染的大户，化工生产所造成的污染来源于：产生。化学工业是工业污染的大户，化工生产所造成的污染来源于：1.2 1.2 分离过程及其在化工生产中作用分离过程及其在化工生产中作用第16页，本讲稿共50页化化工工分分離離設設備備技技術術特特點點(1)(1)化工分離技術的多樣性化工分離技術的多樣性(2)(2)化工分離技術的複雜性化工分離技術的複雜性 (3)(3)分離

21、技術的前瞻性分離技術的前瞻性(4)(4)分離技術的特殊性分離技術的特殊性 1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第17页，本讲稿共50页由於化工分離技術的應用領域十分廣泛，決定了分離技術由於化工分離技術的應用領域十分廣泛，決定了分離技術的的多樣性多樣性。按機理劃分，大致可分成。按機理劃分，大致可分成5 5類：類：生成新相以生成新相以進行分離進行分離(如蒸餾、結晶如蒸餾、結晶)；加入新相進行分離加入新相進行分離(如萃取、如萃取、吸收吸收)；用隔離物進行分離用隔離物進行分離(如膜分離如膜分離)；用固體試劑用固體試劑進行分離進行分離(如吸附、離子交換如吸附、離子交換)；用外力場和梯

22、度進行用外力場和梯度進行分離分離(如離心萃取分離和電泳等如離心萃取分離和電泳等)，它們的特點和設計方，它們的特點和設計方法有所不同。法有所不同。1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第18页，本讲稿共50页化工分離技術的重要性和多樣性決定了它的化工分離技術的重要性和多樣性決定了它的複雜性複雜性。即使對於精餾、萃取。即使對於精餾、萃取這些較為成熟的技術，多組分體係大型設備的設計仍是一項困難的工作，問這些較為成熟的技術，多組分體係大型設備的設計仍是一項困難的工作，問題是缺乏基礎特性數據和大型塔器的可靠設計方法。對於高溫、高壓、多組題是缺乏基礎特性數據和大型塔器的可靠設計方法。對於

23、高溫、高壓、多組分和強非理想體係，不僅平衡數據和分子擴散係數難以準確計算，就連界麵分和強非理想體係，不僅平衡數據和分子擴散係數難以準確計算，就連界麵張力粘度等物性數據也難以求得。張力粘度等物性數據也難以求得。催化劑和反應萃取之類的耦合分離技術的基礎特性數據更為缺乏。大型催化劑和反應萃取之類的耦合分離技術的基礎特性數據更為缺乏。大型塔器設計的放大的主要難度在於塔內兩相流和傳質特性十分複雜，數字模型塔器設計的放大的主要難度在於塔內兩相流和傳質特性十分複雜，數字模型尚不完善。沿用了百餘年的平衡級模型雖然簡單直觀，但用於多組分分離過尚不完善。沿用了百餘年的平衡級模型雖然簡單直觀，但用於多組分分離過程的

24、缺點已顯而易見。非平衡模型被稱為程的缺點已顯而易見。非平衡模型被稱為 可能開創板式分離設備設計和模可能開創板式分離設備設計和模擬新紀元擬新紀元 優點顯著，但缺乏傳質係數實驗數據和模型參數過多，使其工程優點顯著，但缺乏傳質係數實驗數據和模型參數過多，使其工程應用存在困難。已開發出的軟件功能強大，已在工程設計中得到應用，但工應用存在困難。已開發出的軟件功能強大，已在工程設計中得到應用，但工程經驗和中試實驗仍是不可缺少的。程經驗和中試實驗仍是不可缺少的。1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第19页，本讲稿共50页隨著能源、資源、環境、新材料等基礎工業和高新技術的發展，分類技術麵臨

25、著新的機隨著能源、資源、環境、新材料等基礎工業和高新技術的發展，分類技術麵臨著新的機遇和挑戰。石化領域的分離過程必需進一步節能和降耗，充分利用能源和資源。生產裝置大遇和挑戰。石化領域的分離過程必需進一步節能和降耗，充分利用能源和資源。生產裝置大型化步伐正在加快，能耗和成本不斷降低。型化步伐正在加快，能耗和成本不斷降低。在生物製藥工程方麵，隨著基因工程和細胞工程的發展，生物藥品得到迅速發展。利用在生物製藥工程方麵，隨著基因工程和細胞工程的發展，生物藥品得到迅速發展。利用CO2CO2作為溶劑的超臨萃取具有不汙染產品和選擇性高等優點。色譜分離、電泳分離等方法由於作為溶劑的超臨萃取具有不汙染產品和選擇

26、性高等優點。色譜分離、電泳分離等方法由於其高效、常溫常壓特點而成功地應用於生產及實驗室研究。隨著環境意識的加強，其高效、常溫常壓特點而成功地應用於生產及實驗室研究。隨著環境意識的加強，“三廢三廢”處理引起了重視。從工業生態學的角度分析，許多工藝過程排出的處理引起了重視。從工業生態學的角度分析，許多工藝過程排出的 廢物廢物，不再，不再是是“無用無用”的，而是沒有完全利用的物質，的，而是沒有完全利用的物質，“三廢處理三廢處理”對分離技術是一種新的挑戰。對分離技術是一種新的挑戰。1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第20页，本讲稿共50页競爭促進了分離過程的強化，分離過程的強化包

27、括新裝置新工藝方法兩個競爭促進了分離過程的強化，分離過程的強化包括新裝置新工藝方法兩個方麵。任何能使設備小型化、能量高效化和有利於可持續性發展的化工分離新方麵。任何能使設備小型化、能量高效化和有利於可持續性發展的化工分離新技術均屬於分離過程的強化之列。這是化工分離技術發展的重要趨勢之一。技術均屬於分離過程的強化之列。這是化工分離技術發展的重要趨勢之一。耦合分離技術受到關注。催化劑精餾、膜精餾、吸附精餾、反應萃取、絡耦合分離技術受到關注。催化劑精餾、膜精餾、吸附精餾、反應萃取、絡合吸附、反膠團、膜萃取、發酵萃取、化學吸附和電泳萃取等新型耦合分離技合吸附、反膠團、膜萃取、發酵萃取、化學吸附和電泳萃

28、取等新型耦合分離技術得到了長足的發展，並實現了工業化。耦合分離技術可能解決許多傳統分離術得到了長足的發展，並實現了工業化。耦合分離技術可能解決許多傳統分離難以完成的任務。電動耦合色譜可以高效地分離維生素。難以完成的任務。電動耦合色譜可以高效地分離維生素。信息技術推動了分離技術的發展。分離科學和技術具有多學科交叉的特點，信息技術推動了分離技術的發展。分離科學和技術具有多學科交叉的特點，信息技術和傳統化工方法結合加速了分離技術的進步。信息技術和傳統化工方法結合加速了分離技術的進步。1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第21页，本讲稿共50页分离过程分离过程传质分离过程传质分离过

29、程机械分离过程机械分离过程平衡分离过程平衡分离过程速率分离过程速率分离过程 借助分离媒介使均相混合物形成两相借助分离媒介使均相混合物形成两相,以混合物中不同组在处于平衡的两以混合物中不同组在处于平衡的两相中不同分布为依据实现混合物分离相中不同分布为依据实现混合物分离的过程的过程在某种推动力作用下在某种推动力作用下(或在选择性膜的配或在选择性膜的配合下合下),),利用各组分扩散速度的不同实现利用各组分扩散速度的不同实现组分分离的过程组分分离的过程1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第22页，本讲稿共50页利用机械力简单的将两相混合物相互分离的过程称利用机械力简单的将两相混合物

30、相互分离的过程称为机械分离过程，他们的分离对象多为两相混合物，分为机械分离过程，他们的分离对象多为两相混合物，分离时相间没有物质传递发生，它们在化学工程中也有很离时相间没有物质传递发生，它们在化学工程中也有很重要的作用，如气固催化反应中固体催化剂的分离。但重要的作用，如气固催化反应中固体催化剂的分离。但本课程不讨论这方面的内容。本课程不讨论这方面的内容。1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第23页，本讲稿共50页平衡分离过程系借助分离媒介（如热能、溶剂、吸附剂等）使均平衡分离过程系借助分离媒介（如热能、溶剂、吸附剂等）使均相混合物系统变为两相系统，再以混合物中各组分在处于相

31、平衡的相混合物系统变为两相系统，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。两相中不等同的分配为依据而实现分离。分离媒介可以是能量媒介（分离媒介可以是能量媒介（ESAESA）或物质媒介（）或物质媒介（MSAMSA），有时也），有时也可以两种同时应用。根据两相状态不同可以两种同时应用。根据两相状态不同,平衡分离过程可分为如下几平衡分离过程可分为如下几类。类。气液传质过程气液传质过程:如吸收、气体的增湿和减湿。如吸收、气体的增湿和减湿。汽液传质过程汽液传质过程:如液体的蒸馏和精馏。如液体的蒸馏和精馏。液液传质过程液液传质过程:如萃取。如萃取。液固传质过程液固传质过程:如结晶

32、、浸取、吸附、离子交换、色层分离、参如结晶、浸取、吸附、离子交换、色层分离、参数泵分离等。数泵分离等。气固传质过程气固传质过程:如固体干燥、吸附等。如固体干燥、吸附等。1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第24页，本讲稿共50页1.3 1.3 分离过程的特征及分类分离过程的特征及分类第25页，本讲稿共50页Partial condensation,partial vaporization1 Feed mixture:species that differ widely in their tendency to vaporize or condense.2 Heat remo

33、ved to partially condense a vapor feed and heat added to partially vaporize liquid feed.3 Principle of separation:difference in volatilities4 Created phase:liquid and/or vapor5 Separating agent:heat(ESA)第26页，本讲稿共50页Flash vaporizationPartialvaporizationbyreducingthepressureofthefeed.Principleofsepara

34、tion:differenceinvolatilitiesCreatedphase:vaporSeparatingagent:pressurereduction第27页，本讲稿共50页DistillationIfvolatilitydifferencesarenotsufficientlylargesinglepartialvaporizationorcondensationstepisnotsufficientmultiplestagesPrincipleofseparation:differenceinvolatilitiesCreatedoraddedphase:vaporandliqu

35、idSeparatingagent:heat(work)transfer(ESA)CondenserRefluxRectifyingStrippingBoilupReboiler第28页，本讲稿共50页Extractive DistillationIfvolatilitydifferencesaresosmallastonecessitateuseofmorethan100trays.Principleofseparation:differenceinvolatilitiesCreatedoraddedphase:vaporandliquidSeparatingagent:liquidsolv

36、ent(MSA)andheattransfer(ESA)第29页，本讲稿共50页Reboiled AbsorptionIf condensation of vapor leaving the top of the distillation column is not easily accomplished by heat transfer,a liquid MSA called an absorbent may be introduced to the top tray in place of refluxPrinciple of separation:difference in volati

37、lities,preferential solubilityCreated or added phase:vapor and liquidSeparating agent:liquid absorbent(MSA)and heat transfer(ESAAbsorbent第30页，本讲稿共50页AbsorptionIfthefeedisallvaporandthestrippingsectionofthecolumnisnotneededtoachievethedesiredseparation.UsuallydoesnotrequireanESA,conductedatambienttem

38、peratureandhighpressure.Principleofseparation:preferentialsolubilityCreatedoraddedphase:liquidSeparatingagent:liquidabsorbent(MSA)Absorbent第31页，本讲稿共50页StrippingTheinverseofabsorption.Aliquidmixtureisseparatedbycontactingliquidfeedwithastrippingagent(avapor).Eliminatestheneedtoreboiltheliquidatthebot

39、tomofthecolumn.Importantiftheliquidisnotthermallystable.Principleofseparation:differenceinvolatilitiesCreatedoraddedphase:vaporSeparatingagent:strippingvapor(MSA)第32页，本讲稿共50页Refluxed StrippingItisemployedifsimplestrippingisnotsufficienttoachievethedesiredseparationandcontactingtraysareneededabovethe

40、feedtray.Principleofseparation:differenceinvolatilitiesCreatedoraddedphase:vaporandliquidSeparatingagent:strippingvapor(MSA)andheattransfer(ESA)第33页，本讲稿共50页Reboiled StrippingIfthebottomsproductfromastripperisthermallystable,itmaybereboiledwithoutusinganMSAPrincipleofseparation:differenceinvolatiliti

41、esCreatedoraddedphase:vaporSeparatingagent:heattransfer(ESA)第34页，本讲稿共50页Azeotropic DistillationFor constant boiling mixtures,separation by distillation is not possible.An entrainer(MSA)is used which forms a heterogoneous minimum boiling azeotrope with one of the components in the mixture.Principle o

42、f separation:boiling point differences caused by formation of a heterogeneous azeotropic mixtureCreated or added phase:vapor and liquid Separating agent:liquid entrainer(MSA)and heat transfer(ESA)(i)+MSA(MSA+i)azeotrope第35页，本讲稿共50页Liquid-liquid extractionUsed when distillation is impractical.The mix

43、ture to be separated is heat sensitive,Volatility differences are much too smallPrinciple of separation:different solubilities of different species in the two liquid phasesCreated or added phase:liquid Separating agent:liquid solvent(MSA)Liquid-liquid extraction(two solvent)Liquid-liquid extraction第

44、36页，本讲稿共50页Drying of solidsManychemicalsareprocessedwetbutsoldindry,solidforms.Dryingisusedtoremoveliquidfromasolidbyvaporizingtheliquid.Principleofseparation:evaporationofwaterCreatedoraddedphase:VaporSeparatingagent:gas(MSA)and/orheattransfer(ESA)第37页，本讲稿共50页EvaporationThe transfer of volatile com

45、ponents of a liquid into a gas by volatilization caused by heat transfer.Major applications are humidification,air conditioning,flash cooling,concentration of aqueous solutions.Principle of separation:difference in volatilities(vapor pressure)Created or added phase:vaporSeparating agent:heat transfe

46、r(ESA)第38页，本讲稿共50页CrystallizationDesired product is finely divided solid.Solution crystallization:The mixture is cooled and/or the solvent is evaporated to cause crystallization.Melt crystallization:Two or more soluble species,in the absence of a solvent,are separated by partial freezing.Zone meltin

47、g(refining):Reverse of melt crystallization.Used for removing impurity solids in metals by moving a molten zone slowly through an ingot.Principle of separation:difference in freezing tendencies;preferential participation in crystal structure.Created or added phase:solid(and vapor).Liquid in zone mel

48、tingSeparating agent:heat transfer(ESA)第39页，本讲稿共50页Sublimation-DesublimationSublimation:Transfer of a substance from solid into gaseous without going through liquid state under high vacuum.Used for removal of a volatile compound from an essentially nonvolatile one.Principle of separation:sublimation

49、 of water-preferential participation in crystal structureCreated or added phase:solid Separating agent:heat transfer(ESA)第40页，本讲稿共50页Leaching(Liquid-solid extraction)Diffusion of the solute out of the solid and into the liquid solvent is mostly the controlling step.Principle of separation:preferenti

50、al solubility Created or added phase:liquidSeparating agent:liquid solvent(MSA)Solvent第41页，本讲稿共50页 速率分离过程是指在某种推动力（浓度差、温度差、压力速率分离过程是指在某种推动力（浓度差、温度差、压力差、电位差等）的作用下（有时在选择性透过膜的配合下），差、电位差等）的作用下（有时在选择性透过膜的配合下），利用组分扩散速率的差别实现组分分离的过程。这类过程所处利用组分扩散速率的差别实现组分分离的过程。这类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。膜分离理的原料和产品通常属于同一相，仅