分离方法(总复习).pptx

一、分离方法

由于化工生产物料的多样性，也使得物料的分离方法多样，常见的分离方法主要有以下一些：

1.气固相混合物的分离

气固相混合物的分离在大多数情况下是对气体进行除尘净制。净制方法有干法和湿法。前者为重力沉降、离心沉降、静电沉降等；后者则为喷淋洗涤，如喷淋塔、喷射式洗涤器等。

2.固体混合物的分离

固体混合物分离多见于选矿和矿物分级，其分离方法和设备有筛分、浮选和振动水力摇床分级等。;3.液固相混合物的分离

液固相混合物是化工生产中经常要处理的物料。其分离方法有沉降、过滤，干燥、蒸发、浸取和结晶等。

沉降分离有：重力沉降和离心沉降等。

过滤有：加压过滤、真空过滤和离心过滤等。

干燥有：箱式干燥、滚筒干燥和喷雾干燥、气流干燥和流态化干燥等。蒸发有：长管蒸发、薄膜蒸发、强制循环蒸发等。

浸取主要采用釜式浸取器。

结晶有一步结晶和分步结晶。一步结晶多用釜式结晶器，而分步结晶可用多釜串联或板式塔结晶器。;4.液体混合物的分离

液体混合物的分离方法有蒸馏、萃取、离子交换、膜分离、电渗析、色层析等。其中蒸馏和萃取多采用塔式设备；离子交换则为交换柱；而膜分离、电渗析和色层析等都有专用设备。

5.气体混合物的分离

气体混合物的分离方法有吸收、吸附、扩散、冷冻、气体渗透、液氮洗涤和色谱法等。其中吸收多采用塔式设备，扩散则有热扩散和压力扩散设备；气体渗透主要是膜分离器；色谱法则采用色谱柱，吸附有吸附柱，冷冻和液氮洗涤均有专用设备。;二、选用分离方法的原则

选用分离方法时，应考虑生产产品的产值和产品的精细化程度。对于高产值和精细化程度高的产品，分离成本不是主要问题，可以选用一些高效分离方法，如膜分离方法和色层分离方法，对于那些产量很大而产值相对较低的产品，则应考虑分离成本，可选用那些较为简便或分离步骤少的常规分离方法。

在选择分离方法时，应尽可能先把物流中的固体除尽，避免在生产过程出现含有固体的物流，因为它们在输送中比气体或含液体的物流容易堵塞管道，而且消耗的能量液较大???此外，也应尽可能避免在分离过程中加入除了被分离物料以外的其他物质，因为在以后的工艺步骤中要增加分离这些物质的分离步骤。;对多种物质混合的物料进行分离时，考虑分离的原则是：尽可能下分离容易是导致副反应和特别有害的物质，以免对后来的工艺过程带来干扰；对于需要高压(75×105Pa)才能分离的物质，也应先进行分离。此外，最容易分离的组分总是首先被分离出来，而把最难分离的组分留到最后分离。

当然，技术上的可靠性和经济上的合理性仍然是选择分离主要原则。例如精馏和萃取都是分离液体混合物的方法，从技术的成熟程度来看，精馏高于萃取，如果可以采用精馏分离的物料，就尽量避免选用萃取。如果混合物的沸点相差较大时，用简单蒸馏即可分离的，就不要采用精馏。这样的选择投资和操作费用都较低。;选择分离方法是一项技术性很强的工作，必须有针对性，只有对被分离物料的物理化学性质，含量和分离要求都了解清楚之后，才能进行选择。;三、多组分混和物分离顺序的确定

多组分分离顺序的设计，首先应对混合物中各组分的物理化学性质（如沸点、挥发度、在水中的溶解度等）了解清楚，并对这些组分进行依次排队，然后再依排队次序逐一考虑分离方法和组织分离顺序。

假设分离N个组分的混合物成单个组分，其分离顺序方案SN按排列组合计算有：

如果每一个组分又有T个分离方法可供选择则可排列的总方案更多。;表6-7列出了不同组分N和不同分离方法数T的分离方案数SN。

表6-7分离方案数SN

从表中看到，随着分离方法数目T的增加，分离方案数SN急剧上升。分离方案如此之多，如果不找到一种简便的筛选方法，要确定分离方案是比较困难的。

;选择分离方案没有严格的规则可循，通常都是采用试探规则。

试探规则的拟定，则是根据经验和热力学性质进行半定量分析所取得的结论。如果能运用这样一些经验的试探规则对分离方案进行筛选，也能达到缩小筛分方案的范围的效果。;1.试探法

试探法是根据试探规则来合成分离序列的方法。

(1)选择分离方法的试探规则

①选择具有大分离因子的分离方法。所谓“分离因子”是指被分离两个组分分配系数的比例，对于精馏，即为两个组分的相对挥发度α。

具有大分离因子的分离过程，只需要很少的平衡分离级数或者较少萃取剂或溶剂等分离剂，即可达到分离的目的，分离费用比较节省。

应当注意，物质的分子性质对一些分离过程的分离因子有影响（如表6-8所示），因此可以根据混合物中各种组分分子性质的差异来选择可能产生较大分离因子的分离方法。;分子的性质;②尽量避免苛刻的分离要求，如果一个分离过程需要高温、高压，或者低温、低压，需用腐蚀性强的溶剂，以及需要高电场等条件，则分离过程所需的费