分离过程(总复习)1.ppt

**分离过程分离过程分类5、1分离过程的热力学效率5、2分离流程的合成5、3分离过程工艺参数的确定第一类是以能量为分离剂例如精馏、蒸发、结晶、干燥、闪蒸等；第二类是以物质为分离剂例如解吸、吸收、萃取、吸附，浸取，离子交换等第三类是利用物质的密度、粒度、表面等性质不同而进行的机械分离过程例如沉降，离心分离，旋风分离，过滤，浮选等过程。5、1分离过程的热力学效率5.1.1最小分离功5.1.2净功耗5.l.3热力学效率5.2.1分离方案数5、2分离流程的合成5.2.2分离方法的选择5.2.3分离序列的确定5.3.1塔压5、3分离过程工艺参数的确定5.3.2回流比5.3.3产品纯度或回收率5.3.4进料的热状态5.1.1最小分离功分离的最小功是分离过程所需能量的最低极限。下面分三种情况叙述。（1）当产品和进料的温度、压力相等时所需的分离最小功为：对于理想气体混合物或理想溶液如果分离产品不是纯组分（2）如果产品的压力和进料不相同（3）当产品温度和进料温度不同时，可用产品与进料有效能的差别计算最小分离功。Ex=H—T0S对于理想气体混合物5.1.2净功耗QH和QL所能获得功的差值称为净功耗如果分离过程中没有功加入，而且进料和产品的焓差与加入系统的热量相比可以略去不计,则5.l.3热力学效率分离过程热力学效率的定义为：最小分离功和加入系统的实际功耗WA之比5.2.1分离方案数如果混合物组分数是N，可能采用的分离方法是M种，则可能有的分离方案数SN，则下表列出了几个不同M和N值时可能有的分离方案数MN2345678910112514421324291430486222840224134484485491236608024893445.2.2分离方法的选择定义①分配系数平衡状态下某组分在轻相与重相中分子分数的比例，或者是某组分在溶剂与进料中分子分数的比例。对于精馏而言，即为该组分的汽液平衡常数K。②分离因子两个组分分配系数的比例，对于精馏，即为该两个组分的相对挥发度α。③质量分离剂和能量分离剂加到分离单元，对所需要的分离作出贡献的组分，称作质量分离剂，例如萃取或萃取精馏过程的溶剂，吸收过程的吸收剂。能量分离剂是指为提供分离单元所需要的气液相流率而加入的能量，如精馏塔的再沸器和冷凝器所使用的热剂和冷剂。④次序表进料各组分按照分配系数递减的次序所排列的表。例如若有进料包含A，B，C，D和E五个组分若KA＞KB＞KC＞KD＞KE。则次序表为A、B、C、D、E⑤关键组分决定分离要求的两个组分，其中分配系数大者称为轻关键组分，小者称为重关键组分。⑥特定的分离决定于轻重关键组分和所采用的分离方法，选择分离方法的探试规则①选择具有大的分离因子的分离过程②尽量避免极端的过程条件③当分离过程需要多个分离级时，应优先选择平衡分离过程而不选择速度控制过程。④当分离因子相同时，选择能量分离剂而不选择质量分离剂。⑤在选择分离方案方法时应首先考虑采用精馏影响分离因子的分子性质化学吸收、化学精致化学活性吸附分子体积电除法、电除雾分子电负荷吸附、结晶分子形状萃取、吸附偶极距、极性精馏、蒸发、气相扩散分子量受影响的分离过程分子性质受影响的分离过程分子性质精馏具有下列几个优点：a．精馏是一个使用能量分离剂的平衡分离过程；b．系统内不含有固体物料，操作方便；c．有成熟的理论和实践；d．没有产品数量的限制，从很小到很大的规模都能采用；e．常常只需要能位等级很低的分离剂。化学吸收、化学精致化学活性吸附分子体积电除法、电除雾分子电负荷吸附、结晶分子形状萃取、吸附偶极距、极性精馏、蒸发、气相扩散分子量受影响的分离过程分子性质受影响的分离过程分子性质例1有邻、间、对二甲苯混合物欲分离成纯物质，试根据其分子性质选择分离方法。解：前表所列各种分子性质除了分子形状外，邻、间、对二甲苯的其他各种性质都差别不大，因此可以预计精馏、萃取，吸收等过程都不能有效地将该混合物分离成纯化合物。各异构体分子形状之间的差别随着温度降低成为固体后更为显著，故建议采用冷冻结晶分离。各异构体的分子体积，偶极矩和极性也有细小的差别，如果有适当的外部物质能使这些异构体的反应活性有显著差别，或者有对异构体有较高吸附选择性的吸附剂，则也可以考虑采取化学反应分离或者吸附分离。5.2.3分离序列的确定采用的方法探试合成法调优合成法最优化算法合成